Exploderende schedels, verglaasde hersenen, gekraakte botten en tanden: het ging er ruw aan toe in Herculaneum. Dat is ook niet zo gek, stellen onderzoekers nu; het stadje kreeg een pyroclastische stroom over zich heen waarin de temperatuur opliep tot meer dan 550 graden Celsius.
Het is het jaar 79 na Christus en de Vesuvius-vulkaan in Italië barst uit. Nabije steden worden bedekt onder een dikke laag as en puin. Pompeii is daar natuurlijk het meest bekende voorbeeld van. We kennen allemaal de beelden van de opgegraven en dankzij de dikke aslaag uitstekend bewaard gebleven huizen, winkels, tempels, fresco’s en straten. En ook de beelden van menselijke slachtoffers die her en der in de stad zijn teruggevonden, laten ons niet onberoerd. Maar Pompeii was niet het enige stadje dat aan de grillen van de Vesuvius ten prooi viel. Ook – het nog dichter bij de Vesuvius gelegen – Herculaneum werd bedolven onder een dikke laag as en puin. En nieuw onderzoek suggereert nu dat de slachtoffers die in die stad vielen een vreselijke dood gestorven moeten zijn.
Pyroclastische stromen
Eerder onderzoek wees al uit dat Herculaneum meerdere pyroclastische stromen te verwerken kreeg. “Een pyroclastische stroom is een mengsel van warm gas, as en lapilli (kleine stukken puin, red.),” vertelt onderzoeker Alessandra Pensa aan Scientias.nl. Zo’n stroom daalt met hoge snelheid langs de flanken van de vulkaan af, kan enorm hoge temperaturen bereiken en vormt een reële bedreiging voor levende wezens. “Pyroclastische stromen zijn heel warm en kunnen tot ernstige verwondingen en zelfs sterfte leiden door verbranding of inhalatie van hete as en gassen.”
Glazen brein
Dat de inwoners van Herculaneum aan zo’n gloeiendheet mengsel van gas, as en puindeeltjes werden blootgesteld, werd eerder onder meer afgeleid uit de ontdekking van een ‘glazen brein’. Ook teruggevonden schedels en botten getuigen ervan dat de onfortuinlijke slachtoffers kortdurend aan hoge temperaturen zijn blootgesteld. Maar onduidelijk bleef hoe hoog die temperaturen precies opliepen. Het nieuwe onderzoek schept wat dat betreft meer duidelijkheid. In het blad Scientific Reports is te lezen dat de eerste en tevens warmste pyroclastische stroom een temperatuur van meer dan 550 en mogelijk zelfs meer dan 600 graden Celsius had.
Houtskool
De onderzoekers trekken die conclusie op basis van een analyse van houtskool dat in Herculaneum is teruggevonden. “Hout ‘onthoudt’ de maximale temperatuur waarbij het gebrand heeft,” legt onderzoeker Alessandra Pensa aan Scientias.nl uit. “En ons doel was om sporen te vinden van de warmste pyroclastische stroom, die de stad Herculaneum als eerste binnendrong – en het leeuwendeel van de inwoners van de stad doodde.”
Gloeiendhete stroom, gevolgd door iets koelere stromen
Die eerste pyroclastische stroom, met een temperatuur van meer dan 550 graden Celsius, zette slechts een dun laagje as af, maar werd gevolgd door nog enkele pyroclastische stromen die de stad uiteindelijk samen onder een 20 meter dikke vulkanische afzetting bedolven, zo schrijven de onderzoekers. Die latere stromen hadden echter aanzienlijk lagere temperaturen (tussen de 300 en 465 graden Celsius). Dit uit houtskool afgelezen scenario past overigens naadloos bij de eerdere ontdekking van het verglaasde brein. “De transformatie van hersenweefsel naar glas is enkel mogelijk als er aan twee voorwaarden wordt voldaan,” zo schrijven de onderzoekers. Zo mag de hitte maar kort standhouden. “Anders verdampt het weefsel volledig.” En daarna moet er een rappe afkoeling plaatsvinden. Doordat de pyroclastische stroom maar een dun laagje as achterliet, werd het brein niet door warm as omsloten en kon het afkoelen en verglazen.
Boothuizen
Zo’n gloeiendhete pyroclastische stroom die maar weinig as afzette, kan ook de vondsten in boothuizen langs de kust van Herculaneum helpen verklaren. Daar zijn slachtoffers van de vulkaanuitbarsting teruggevonden die op slechts een dun laagje as rusten. “Mensen probeerden een schuilplaats te vinden langs de kust, in de boothuizen,” vertelt Pensa. “Maar pyroclastische stromen kunnen – doordat ze uit heel fijn as en gas bestaan – heel snel bewegen en ook gemakkelijk over obstakels heen bewegen, waardoor ze alles op hun weg al snel omvatten. Dus de mensen stierven in deze kamers door verstikking en de heel hoge temperatuur.”
Lichaamshouding
Ondertussen bleef Pompeii deze eerste, gloeiendhete pyroclastische stroom bespaard, simpelweg doordat de stad wat verder van de Vesuvius verwijderd was. Latere (koelere) pyroclastische stromen raakten Pompeii wel. Het onderzoek kan ook helpen verklaren waarom de lichaamshouding van slachtoffers in Herculaneum vaak zo heel anders is dan die van slachtoffers in Pompeii, zo schrijven de onderzoekers. Zo zijn de slachtoffers in Pompeii vaak teruggevonden in een wat ineengedoken houding. Die komt niet voort uit angst, maar is het resultaat van uitdroging en daarmee samenhangende verkorting van spieren, ingegeven door blootstelling aan intense warmte. In Herculaneum zien we dat minder, omdat de warmte daar zo intens was, dat zachte weefsels vrijwel direct vernietigd werden.
Het onderzoek geeft niet alleen meer inzicht in de laatste seconden van het leven van de inwoners van Herculaneum, maar heeft ook implicaties voor mensen die vandaag de dag in de buurt van de Vesuvius wonen. “Het gevaar dat kortdurende pyroclastische stromen kunnen vormen, moet worden meegenomen als we de risico’s van een vulkaanuitbarsting in kaart brengen,” vindt Pensa. “Wanneer het niet lukt om mensen tijdig te evacueren kan het versterken van gebouwen of het creëren van schuilplaatsen die in staat zijn om (in een pyroclastische stroom, red.) overeind te blijven en de hete as buiten te houden, de levens van mensen die niet de kans kregen om te evacueren, redden.”
