De uitbarsting van de Vesuvius werd zo heet dat mensen verdampten en hersens in glas veranderden

De rampzalige uitbarsting van de Vesuvius in 79 na Christus zorgde ervoor dat de bewoners van de nabijgelegen stadjes, waaronder Pompeï en Herculaneum, in één klap volledig uit het aardse bestaan verdwenen. Niet voor niets staat het bekend als een van de bloedstollendste verhalen uit de geschiedenis. 

Wetenschappers hebben nu nieuwe en angstaanjagende details over die onheilsdag ontdekt – die relevant zijn voor de honderdduizenden mensen die tegenwoordig nog steeds wonen in de explosiezone van de onstuimige vulkaan (die op een dag opnieuw zou kunnen uitbarsten).

Het onderzoek onthult voorheen onbekend bewijs dat een wolk van heet gas – met temperaturen van meer dan 555°C – aanvankelijk door Herculaneum raasde, waarbij talloze slachtoffers verdampten, voordat het gebied werd overspoeld door stromen van dikkere as. Deze vroege golf van heet gas, bekend als een pyroclastische dichtheidsstroom (PDC), zou een verklaring kunnen zijn voor sommige van de ijzingwekkende vondsten in Herculaneum, waaronder een stuk hersenen dat door de schok van de hitte in glas werd veranderd.

Onderzoekers onder leiding van Alessandra Pensa, geoloog aan de universiteit van Roma Tre, reconstrueerden deze nieuwe tijdlijn van de ramp door houtskoolafzettingen in de ruïnes van Herculaneum te onderzoeken. De resultaten onthulden de eerste directe beoordeling van de “extreem hoge temperatuurimpact van de allereerste aswolk, die mensen doodde en infrastructuur aantastte”, aldus een studie die vorige week werd gepubliceerd in Scientific Reports.

“Ondanks het feit dat 79 na Christus een van de meest bestudeerde uitbarstingen is, zijn de exacte timing en de doodsoorzaken in Pompeï en Herculaneum nog steeds onderwerp van discussie, wat gevolgen heeft voor vulkanologische, archeologische en forensisch antropologische studies,” aldus Pensa en haar collega's in de studie.

“Houtskool bleek de enige proxy te zijn die meerdere, kortstondige extreme thermische gebeurtenissen kon registreren, waardoor voor het eerst de werkelijke thermische impact van de uitbarsting van 79 n.C. werd onthuld,” merkten de onderzoekers op. “De dodelijke impact die werd gedocumenteerd voor verdunde PDC die werd geproduceerd tijdens oude en recente vulkaanuitbarstingen, suggereert dat dit gevaar meer aandacht verdient bij de Vesuvius en elders, vooral het onderschatte gevaar in verband met hete losstaande aswolken, die, hoewel van korte duur, gebouwen kunnen blootstellen aan ernstige hitteschade en mensen aan de dood.”

Pompeï is de beroemdste nederzetting die door deze oude uitbarsting werd verwoest, deels omdat lagen as de stad en haar bewoners bedolven, waardoor ze bijna 2000 jaar lang spookachtig bewaard bleven. Onderzoekers in de nabijgelegen badplaats Herculaneum hebben echter vele bizarre curiositeiten in de ruïnes ontdekt, waaronder een stuk menselijk brein dat tijdens de uitbarsting in glas lijkt te zijn veranderd. Deze aanwijzingen suggereren dat de mensen van Herculaneum misschien een nog gruwelijker lot hebben ondergaan dan de inwoners van Pompeï.

“De door hitte veroorzaakte effecten bij de slachtoffers, met name de explosie en verkoling van schedels, de verdamping van hersenen, gebarsten en verkoolde botten, gebarsten tanden, het samentrekken van ledematen en de thermische afbraak van hemoproteïnen in het bloed wijzen op het optreden van een vroege extreem hoge thermische gebeurtenis die hoger was dan de eerder geschatte temperatuur van ongeveer 500°C,” verklaarden Pensa en haar collega's.

“In tegenstelling tot Pompeï, waar veel lichamen de typische postmortale houding vertonen die bekend staat als pugilistische houding, getuigt het ontbreken van een dergelijke lijkhouding in Herculaneum van de snelle verdwijning van zacht weefsel, aangezien de pugilistische houding te wijten is aan uitdroging en verkorting van de spieren veroorzaakt door intense hitte,” vervolgden de onderzoekers. “Tot nu toe zijn er echter geen directe metingen gedaan van zo'n vroege [pyroclastische stroom] gebeurtenis van hoge temperatuur in Herculaneum.”

Door de houtskoolafzettingen te analyseren kon het team de temperatuur schatten van de eerste verwoestende stroom die Herculaneum decimeerde. Deze eerste gasvlaag was minstens 550°C, en dus minstens 100°C heter dan de aswolken die later het landschap bedekten en gebouwen en gemeenschappen onder de voet liepen. De resultaten helpen enkele van de griezelige vondsten in Herculaneum te verklaren, waaronder het stuk glasachtig brein.

“Het optreden van een vroege >550 °C kortstondige verdunde PDC-gebeurtenis die slechts een dunne aslaag op de grond achterliet, en later gevolgd door de afzetting van lagere temperatuur maar dikkere pyroclastische afzettingen, maakt het mogelijk de omstandigheden te begrijpen voor de vorming en conservering van een verglaasd brein dat onlangs werd ontdekt in de schedel van een slachtoffer in het Collegium Augustalium,” aldus het team. 

“De transformatie in glas van vers hersenweefsel in een hete omgeving is alleen mogelijk als aan twee voorwaarden wordt voldaan: (1) de verhitting is van korte duur, zodat het weefsel niet volledig verdampt, en (2) zodra de verdunde PDC is verdwenen, is het lichaam niet volledig ingesloten in een hete afzetting, een noodzakelijke voorwaarde om de zeer snelle afkoeling mogelijk te maken die nodig is om verglazing te bereiken,” merkten de onderzoekers op. “Dit stelt ons in staat te erkennen dat de eerste PDC een kortstondige, extreem hete, verdunde gebeurtenis was, en dat er voldoende tijd was voor de snelle afkoeling van het nog gedeeltelijk aan lucht blootgestelde lichaam, voordat de volgende pyroclastische stromen geleidelijk de stad binnen drongen en bedekten.”

Het is al beangstigend genoeg om je deze wolk van heet gas voor te stellen die de Romeinse bevolking rond de Vesuvius verbrandde, maar de onderzoekers slaan ook alarm over de “over het hoofd geziene” draad van PDC's in een moderne context. 

In de studie wordt opgemerkt dat een soortgelijke opeenvolging van dodelijke gebeurtenissen is waargenomen bij recente uitbarstingen, zoals de aswolk van 1902 die Saint-Pierre op Martinique verwoestte en tienduizenden mensen het leven kostte. Het team waarschuwt onheilspellend dat gemeenschappen rond de Vesuvius, waaronder de bruisende stad Napels, wellicht niet voorbereid zijn op een herhaling van een kortstondige hete verdunningsgebeurtenis die zij in millennia oude houtskool hebben ontdekt.

“De resultaten van deze studie hebben ongekende implicaties voor de beperking van het vulkanisch risico bij de Vesuvius en mogelijk ook elders,” aldus Pensa en haar collega's. “De rode zone bij de Vesuvius, waar een volledige evacuatie van ongeveer 700.000 mensen is gepland in geval van een toekomstige uitbarsting, werd ontworpen op basis van de waarschijnlijkheid van [pyroclastische stroom] invasie afgeleid uit de geologische gegevens. Hoewel dit zeker het te bereiken doel is, blijft het onzeker of het verloop van de vulkanische onrust voldoende tijd zal laten om de verwachte volledige evacuatie vóór de uitbarsting te bereiken.”

“Daarom stellen wij voor dat de gebouwen binnen de rode zone, ongeacht de noodzaak om alle mensen vóór de uitbarsting te evacueren, moeten worden versterkt om mensen te kunnen beschutten tegen de thermische impact van aswolkuitbarstingen voor het geval een volledige evacuatie niet tijdig wordt bereikt,” concludeerde het team. “Hierdoor zouden mensen die misschien niet de kans hebben gehad om eerder te evacueren, kunnen overleven en wachten op redding of kunnen vertrekken voordat andere [pyroclastische stromen] het gebied treffen.”

Dit stuk verscheen oorspronkelijk op Motherboard.