베수비오 화산 폭발 현장에서 바카라 토토 뇌 발굴
510℃ 이상 화산재 구름으로 급속 가열·냉각

화산 폭발 재난 여파로 희생자의 뇌가 바카라 토토로 변한 사례가 발견됐다. [사진=Gemini]
화산 폭발 재난 여파로 희생자의 뇌가 바카라 토토로 변한 사례가 발견됐다. [사진=Gemini]

1935년 전 베수비오 화산 폭발로 죽은 로마 남성의 두개골에서 발견된 물질이 '바카라 토토화된 뇌'로 확인됐다.

이탈리아 로마대 기도 조르다노 교수팀은로마제국 시대 베수비오 화산 폭발 당시 거주민이 단시간에 510℃ 이상 고온으로 가열된 뒤 급속 냉각되면서 뇌가 바카라 토토처럼 변했다고 27일(현지 시간) 밝혔다.

연구팀은 서기 79년 베수비오 화산 폭발 당시 매몰된 도시 헤르쿨라네움에서 발견된 한 남성의 두개골 속에서 바카라 토토화된 뇌 조직을 확인했다. 이 남성은 시내 중심가에 위치한 황제 아우구스투스 숭배 시설인 '콜레기움 아우구스탈리움'에서 침대에 누운 채 발견됐다. 약 20세로 추정되는 이 젊은 남성은 콜레기움의 관리인 역할을 맡았던 것으로 연구팀은 분석했다.

바카라 토토는 액체가 결정화되지 않을 정도로 빠르게 냉각될 때 형성된다. 보통은 무기물로 형성된다. 유기물로 바카라 토토가 생성되려면주요 성분인 물이 고체로 변하기 위해주변 온도가 매우 낮아야하기 때문에자연 상태에서는 어렵다.

연구팀은 새로 발굴한 표본이 유기물로 생성된 바카라 토토라고 판단했다. 표본은 흑색 바카라 토토처럼 빛나는 외관을 가지고 있어 바카라 토토 특성을 가진 것으로 판단됐다.연구팀은바카라 토토화된 물질이 유기물이고 인간의 뇌에서 유래했음을 증명했다. 표본 조사 결과 인간 뇌 조직에 흔한 단백질과지방산이 보존돼있고, 화학적 구성도 이를 뒷받침했다.헤르쿨라네움에서 발견된 표본은베수비오 화산 분출과 관련해 발굴된 유일한유기물 바카라 토토다.

채취된바카라 토토 조각은X선과 전자현미경으로 분석됐다. 이 바카라 토토 조각에서는 뉴런, 축삭돌기 및 기타 신경 구조의 복잡한 네트워크가 잘 보존된 상태로 발견됐다. 이는 기존 유골에서 나타나는보존 과정으로는 설명할 수 없는 현상이다.

또한 연구팀은바카라 토토화된 뇌 조직의 물리적 특성을 분석하기 위해 열 흡수·방출량을 측정해 물질 특성을 분석하는 시차주사열량계(DSC)를 사용했다.그 결과 뇌가 바카라 토토로 변하려면 최소 510℃ 이상의 고온으로 가열된 후 초당 1000K(켈빈)의 속도로 빠르게 냉각돼야 한다는 사실을 확인했다.

뇌는 어떻게 바카라 토토로 변했을까?

도시를 매몰시킨 뜨거운 화산재 가스만으로는 이런 바카라 토토화 현상이 일어나기 어려울 수 있다.연구팀은 "헤르쿨라네움을 덮친화산재가 섞인 뜨거운 가스는 연구를통해 315℃에서 465℃ 사이였던 것으로 확인됐고 냉각 속도도 느렸다"며 "이것만으로는 뇌가 바카라 토토화될 수 없었을 것"이라고 설명했다. 따라서 베수비오 화산 폭발 당시 초고온 화산재 구름이 빠르게 지나간 것은첫 단추일 뿐이라고연구팀은 추정했다.

연구진은 "현대 화산 분출 관측 결과에 기초할 때, 매우 뜨거운 화산재 구름이 순간적으로 지나가면서 희생자 인체의 온도를 510℃ 이상으로 올린 후 구름이 흩어지면서 빠르게 상온으로 냉각됐을 것"이라고 분석했다. 이 과정에서 두개골과 척추 뼈가 뇌를 완전한 열분해로부터 보호해 일부 조각이 유기물 바카라 토토로 형성될 수 있었다는 것이다.

이번 바카라 토토 결과를 바탕으로 바카라 토토팀은 서기 79년 베수비오 화산 분출 초기에 발생한 사건 순서를 재구성했다. 처음에는 빠르고 매우 뜨거운 화산재 구름이 헤르쿨라네움을 덮쳤고, 이 화산재 구름이 희생자의 뇌를 510℃ 이상으로 가열했지만, 두개골이 보호막 역할을 했다.

화산재 구름이 수분 내에 사라지면서 온도는 급격히 낮아졌고, 빠른냉각 속도로 뇌 조직이 바카라 토토화됐다. 초기 화산재 구름은 지면에 몇 센티미터의 재만 남겼기 때문에 시신은 사실상 노출된 상태였다. 이후퇴적물 지층 분석에 따르면, 헤르쿨라네움은 두꺼운 화쇄류 퇴적물에 의해 점진적으로 매몰됐지만, 이 화쇄류의 온도는 낮았기 때문에 이미 바카라 토토화된 뇌가 현재까지 보존될 수 있었다.

연구팀은 "이는 인체 조직이 고온에서 냉각돼바카라 토토화된 유일한 사례"라며 "이런 방식으로만 이런유형의 바카라 토토가 지질학적 또는 고고학적 기록에 보존될 수 있어 이 발견이 독특한 사례인 동시에 뇌의 초미세 신경 구조까지 보존할 수 있었다"고 밝혔다.

이번 바카라 토토는 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 게재됐다.

육지훈 기자editor@popsci.co.kr

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