脳がガラスに変わる時：ヴェスヴィオス山の噴火で人間の脳に何が起こったのか

2025年3月5日

当記事のリンクにはアフィリエイト広告が含まれています。

西暦79年のヴェスヴィオス山噴火で命を落とした若い男性は、500℃以上の高温の火山ガス雲に襲われ、その過程で脳の一部がガラス化したと新たな研究で明らかになった。

この男性の遺骸は1961年に発見され、2020年に研究者たちは彼の脳の一部がガラスに変化していたことを確認した。これは考古学的遺跡で発見されたガラス化した脳組織の唯一の例である。

Roma Tre University のGuido Giordano氏が率いる新たな研究は、有機物をガラスに変えるために必要な急速な加熱と冷却という特異な過程がどのように起こり得たかを説明している。この研究はScientific Reportsに掲載された。

あまり知られていないポンペイの隣人

イタリアおよび世界で最も有名な考古学的遺跡の一つがポンペイであるが、紀元79年のヴェスヴィオス山の壊滅的な噴火によって破壊された小さな隣接都市ヘルクラネウムについてはあまり知られていない。

ヘルクラネウムは紀元前6世紀にギリシャの商人たちによって定住され、ギリシャの英雄ヘラクレス（ローマ人はヘルクレスと呼んだ）にちなんで名付けられた。紀元1世紀までには典型的なローマの都市に発展していた。

発掘されたヘルクラネウムの遺跡。背後にヴェスヴィオ山が見える。 (Credit: Diego Delso, CC 表示-継承 4.0)

格子状の都市計画に基づき建設されたヘルクラネウムには、フォーラム、劇場、精巧な浴場施設、多層建築物、そしてナポリ湾の壮観な景色を望む豪華な私有の海辺別荘などがあった。

噴火時の町の人口は約5,000人と推定されている。裕福なローマ市民、商人、職人、現役および解放された奴隷たちで構成されていた。東に約7キロメートルのところにヴェスヴィオス山がそびえていた。

二つの異なる破壊の物語

ポンペイとヘルクラネウムはともに破壊されたが、噴火の経験は異なっていた。

ヴェスヴィオス山の南東約8kmに位置するポンペイは、最終的に「火砕流」と呼ばれる高温のガス、灰、蒸気を含む高速で乱流の雲によって破壊される前に、約12時間にわたって激しく軽石と灰を浴びせられた。ポンペイの最期は噴火開始から約18～20時間後に訪れた。

ヘルクラネウムの破壊はより早く訪れた。最初の数時間は軽い灰と軽石が降り注いだ。この時間帯に人口の大部分は避難したと考えられている。

その後、噴火開始から約12時間後の早朝、ヘルクラネウムは急速に移動する致命的な火砕流に飲み込まれた。ガス、灰、岩の致命的な雲は時速150km以上の速度で町を覆った。すでに避難していなかった人々は、町が埋まるにつれて急速かつ暴力的に死亡した。

灰の雨、突然の熱

噴火が二つの町を襲った方法の違いにより、それぞれで亡くなった人々は異なる方法で保存された。

ポンペイで発見された犠牲者の遺体の型。(Credit: Lancevortex / Wikimedia, CC BY-SA)

ポンペイでは、犠牲者たちは彼らの体の周りで固まった灰の下に埋葬された。これにより考古学者Giuseppe Fiorelliは1860年代に、死の瞬間の犠牲者たちの最後の姿勢を劇的に保存した有名な石膏鋳型を作る技術を開発することができた。

ヘルクラネウムでは、火砕流からの極度の熱（400～500℃）が即死をもたらした。その結果、熱衝撃の兆候を示す骨格の遺骸が見られる：頭蓋骨は沸騰した脳組織により破裂し、肉体は急速に炭化した。

1980年代にヘルクラネウムのボートハウスや海岸沿いで発見された犠牲者たちは、海路での避難を待つ間に素早く死亡したようだ。

「管理人」

1961年、イタリアの考古学者Amedeo Maiuriは、皇帝崇拝に捧げられた公共建築物であるCollege of the Augustalesの小部屋で骨格を発見した。この犠牲者は焦げた木製ベッドの上にうつ伏せに横たわっていた。

Maiuriはこの人物を男性で約20歳と特定し、彼をAugustalesの「管理人」と名付けた。この骨格で特異だったのは、頭蓋腔内に散らばっていたガラス質の黒い物質の存在であり、これは考古学者たちがヘルクラネウムやポンペイで以前に見たことのないものだった。

ヘルクラネウムで発見された「管理人」の炭化した遺骨。(Credit: Guido Giordano et al. / Scientific Reports)

2020年、人類学者PierPaolo Petroneと火山学者Guido Giordanoが率いる科学チームは、走査型電子顕微鏡とニューラルネットワーク画像処理ツールを使用してこのガラス質物質の最初の研究を行った。彼らはこの保存状態の良いサンプルから犠牲者の脳細胞、軸索、髄鞘の痕跡を特定した。

PetroneとGiordanoは、この男性の脳組織のガラスへの変換は、灼熱の火山灰への急激な曝露とその後の急速な温度低下の結果であると結論づけた。

ガラスの脳

本日Scientific Reportsで発表された追跡調査は、ガラス化プロセスのより詳細な分析を提供している。科学者たちは脳がガラスに変化した温度は510℃以上で、その後急速に冷却されたと推定している。

研究者たちは、犠牲者の死と脳のガラス化を説明するために次のシナリオを提案している。

犠牲者は、火砕流の高速で極度に高温の灰雲に飲み込まれた際に死亡した。彼の脳は急速に510℃を超える温度に熱せられた。頭蓋骨の厚い骨が脳組織がガス化して蒸発するのを防いだ可能性がある。

数分以内に、灰雲が消散し、温度は急速にガラス化に適した約510℃まで低下した。研究者たちはまた、脳が小片に砕かれていたことで急速に冷却し、そのためガラス化したと考えている。

男性の脳の断片は、急速な加熱と冷却という非常に特殊なプロセスによってガラスになった。(Credit: Guido Giordano et al. / Scientific Reports)

噴火の最終段階で、ヘルクラネウムはより厚く、より低温の堆積物によって埋められ、それによって男性の体の残りの部分がセメントのような物質の中に保存された。このガラス化によってニューロンや軸索などの複雑な神経構造が保存された。

この研究は科学的知識に大きく貢献している。何世紀にもわたる考古学的研究の後でも、これはガラス化によって保存された人間の脳物質の唯一の既知の例である。

本記事は、タスマニア大学教育学部人文社会科学教育上級講師 Louise Zarmati氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「‘Brain vitrification’: new research shows how the Vesuvius eruption turned a man’s brain to glass」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。