Glas kommt wegen der besonderen Bedingungen, die für seine Bildung erforderlich sind, nur selten natürlich vor. Damit ein Stoff zu Glas wird, muss er aus seiner flüssigen Form so schnell abkühlen, dass er beim Erstarren nicht auskristallisiert - was einen großen Temperaturunterschied zwischen dem Stoff und seiner Umgebung voraussetzt -, und er muss bei einer Temperatur erstarren, die deutlich über der seiner Umgebung liegt. Daher ist es äußerst schwierig, organisches Glas zu bilden, da die Umgebungstemperaturen selten niedrig genug sind, um Wasser - einen wichtigen Bestandteil organischer Stoffe - erstarren zu lassen.
Die Entdeckung von verglastem Gehirnmaterial in Herculaneum ist einzigartig und erfordert also ganz besondere Bedingungen, die ein deutsch-italienisches Forscherteam unter der Leitung des Vulkanologen Guido Giordano von der Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Roma Tre aufgedeckt und jetzt in Scientific Reports veröffentlicht hat.
Die Analysen, zu denen Elektronenmikroskopie, Raman-Spektrometrie und kalorimetrische Experimente an den Gehirnfragmenten gehörten, zeigten, dass die Verglasung des Gehirns durch einen einzigartigen Prozess erfolgte, bei dem das organische Material schnell sehr hohen Temperaturen von mindestens 510 °C ausgesetzt und dann noch schneller abgekühlt wurde. Das dabei entstandene Glas ermöglichte die vollständige Konservierung des Gehirnmaterials und seiner Mikrostrukturen.
Das Forscherteam stellte fest, dass das Gehirnmaterial nicht verglast worden sein kann, wenn das Individuum nur durch die pyroklastischen Ströme erhitzt worden wäre, die Herculaneum unter sich begruben. Die Ablagerungen dieser Ströme, deren Temperatur 465 Grad Celsius nicht überstieg, kühlten sehr langsam ab und hätten das organische Material vollständig zerstört.
Die Autoren schließen daher auch aus modernen Beobachtungen von Vulkanausbrüchen, dass eine überhitzte Aschewolke, die sich schnell auflöste, das erste tödliche Ereignis während des Ausbruchs des Vesuvs war. Sie vermuten, dass ein solches Ereignis die Körpertemperatur des Individuums auf über 510 Grad Celsius ansteigen ließ, bevor sie bei der Auflösung der Wolke rasch auf Umgebungstemperatur abkühlte. Die Knochen des Schädels schützten wahrscheinlich das Gehirn vor dem vollständigen thermischen Zusammenbruch, so dass Bruchstücke dieses einzigartigen organischen Glases entstehen konnten.
Es bleibt eine offene Frage, warum dieses Phänomen nur bei einem einzigen Individuum beobachtet werden konnte.
Meldung Uni Roma Tre
Originalpublikation:
Giordano, G., Pensa, A., Vona, A. et al. Unique formation of organic glass from a human brain in the Vesuvius eruption of 79 CE. Sci Rep15, 5955 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-88894-5