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Como as vítimas em Pompeia e Herculano morreram durante a erupção do Vesúvio?

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Figura 1. "O Último Dia de Pompeia", uma pintura feita no século XIX pelo artista Russo Karl Bryullov, retratando a erupção do Vesúvio em 79 d.C.

          A destruição de Pompeia e outras regiões próximas, na Itália, pela erupção vulcânica do Monte Vesúvio no ano de 79 d.C. é uma das catástrofes mais bem preservadas na história humana. Milhares de Romanos morreram no evento, mas ainda hoje é debatido na literatura acadêmica como exatamente ocorreram essas mortes. A hipótese mais defendida sugere que as pessoas foram asfixiadas em meio às massivas nuvens de cinzas expelidas junto à erupção. Isso parece ser consistente com o cenário em Pompeia.  Porém, em Herculano, uma cidade mais próxima do Vesúvio, uma outra hipótese têm ganhado maior suporte científico nos últimos anos: as pessoas teriam morrido instantaneamente, quando um fluxo piroclástico a temperaturas muito elevadas varreu a região, vaporizando os fluidos corporais e tecidos moles das vítimas. Esse dramático cenário alternativo em Herculano ganhou recente e forte evidência científica com a descrição de um cérebro transformado em vidro e preservado dentro do crânio de uma das vítimas do evento.

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   ERUPÇÃO DO VESÚVIO

           Erupções Plinianas estão entre os mais devastadores eventos que podem ocorrer em explosões vulcânicas. Vulcões Plinianos são caracterizados por longos períodos de quiescência, durante o qual exibem muito pouca atividade. As raras erupções são precedidas por curtos episódios de atividade tectônica, causados por movimentação do magma abaixo do vulcão e sinalizados por pequenos tremores de terra e aumento de emissão de gases. Durante o desenvolvimento da erupção, magma sobe do interior da Terra até a superfície dentro de um intervalo relativamente curto (ex.: velocidade de ~1 m/s) e é expelido da boca do vulcão a pressões muito altas, resultando em uma enorme explosão.

          A mais famosa e a primeira erupção Pliniana descrita é aquela que ocorreu em 79 d.C, envolvendo o Monte Vesúvio (Fig.2). O termo "Pliniana" é em homenagem a Plínio o Jovem, um autor Latino que testemunhou e, algumas décadas depois, descreveu a erupção do Vesúvio em duas cartas enviadas para o historiador Cornélio Tácito. Durante a erupção, Plínio estava em Cabo Miseno, um localidade de Campos Flégreos a cerca de 30 km a oeste do Vesúvio (região de Campânia). Isso permitiu que Plínio descrevesse, a uma distância segura, os principais eventos da erupção. Com base nos registros de Plínio e outras evidências geológicas, estima-se que a erupção de 79 d.C. durou ~19 horas e expeliu 4 km3 de densidade lítica equivalente (1). É ainda incerto o dia exato dessa erupção, mas provavelmente ocorreu entre 24 de outubro e 1 de novembro (Ref.2).

Figura 2. Visão aérea do Monte Vesúvio. Atividade vulcânica no Vesúvio foi iniciada há cerca de 400 mil anos, com a maior erupção Pliniana ocorrendo há ~22 mil anos (Pomici di Base). Após a erupção de 79 d.C., outras ocasionais erupções de menor escala ocorreram até 1944 e, desde então, o vulcão permanece dormente. Ref.3

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(1) Densidade lítica equivalente (DRE) é um cálculo vulcanológico usado para estimar o volume de magma (rocha derretida) expelido durante uma erupção, corrigido para espaços vazios (ex.: bolhas de gás). Ref.4

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          Os eventos eruptivos que ocorreram no dia 79 d.C. soterraram e causaram pesado dano às cidades Romanas de Pompeia, Herculano, Oplontis e Estábia, e a uma parte significativa da área perivulcânica dentro de >10 km. A antiga cidade de Pompeia, mais famosa no contexto do evento, era localizada a 9,5 km a sudeste do Vesúvio (Fig.3). Em cerca de 2 dias, Pompeia foi enterrada sob uma camada piroclástica de 6-7 metros de espessura consistindo de depósitos de pedras-pome e de cinzas vulcânicas. No período anterior à erupção, Pompeia foi também atingida por uma série de terremotos, o mais forte deles ocorrendo no dia 5 de fevereiro de 62-63 d.C. (Ref.5). Esse último terremoto causou significativos danos em Herculano. Antes de qualquer sombra da erupção, os habitantes das duas cidades provavelmente já estavam assustados e temerosos. Tremores vulcânicos e fortes choques sísmicos também acompanharam a erupção, entre o primeiro e o segundo dia do evento.

Figura 3. Mapa mostrando as localizações de Herculano e de Pompeia em relação ao Monte Vesúvio. Na época da erupção de 79 d.C., o reservatório de magma do Vesúvio estava localizado a uma profundidade de ~7,5 km, com uma extensão vertical inicial de ~500 m, volume inicial de ~1 km3 (crescendo eventualmente para 4,4 km3) e sob uma pressão de 175-200 Mpa. Ref.6

           Debaixo de muito material vulcânico depositado (lapilli), Pompeia ficou oculta por várias centenas de anos até ser reencontrada por acaso na segunda metade do século XVIII.

          Seguindo escavações iniciadas em 1748 e financiadas por monarcas europeus, investigações arqueológicas sistemáticas trouxeram à luz grande parte da cidade [Pompeia] soterrada - mas amplamente preservada - pelos depósitos vulcânicos. A preservação de construções privadas e públicas, monumentos, esculturas, pinturas e outras estruturas urbanas e artefatos forneceu uma detalhada "foto" de como era a vida no império Romano (Fig.4, 6). Além disso, vários esqueletos e formatos do corpo das vítimas da erupção foram também preservados. Nesse último ponto, na década de 1870, muitos cadáveres encontrados - em grande parte os espaços vazios deixados após a degradação da matéria orgânica sob os depósitos de cinza vulcânica calcificada - foram preenchidos com gesso, revelando em detalhes as posições e as feições das pessoas que morreram no evento de erupção (Fig.7).

Figura 4. O Fórum de Pompeia após ser revelado por escavações; no fundo podemos ver o Monte Vesúvio. Essa foto foi tirada em ~1870. Esse local era o centro do comércio, da política, da cultura e da religião da cidade durante a Roma Antiga. Ref.7


Figura 5. (A) Escavação de uma vila Romana, ao norte do Vesúvio, que também foi parcialmente soterrada na erupção de 79 d.C. A majestosa vila foi inicialmente construída antes de meados do século I d.C., e acredita-se que pode ter sido moradia do primeiro imperador Romano, Augusto (morte em 14 d.C.). Após a erupção, uma reconstrução da vila teve início em meados do século II d.C. Muitas estátuas, pinturas e artefatos diversos têm sido recuperados do local com escavações iniciadas em 2002. Em (B), a face de uma estátua do deus Dionísio, e, em (C), potes de cerâmica, soterrados na vila sob cinzas vulcânicas e material piroclástico. Ref.8
 
Figura 6. Pintura cobrindo a parede de uma propriedade em Pompeia ("Casa de Julia Felix"), revelada após escavações. A pintura é uma entre várias que adornam as paredes de uma ampla e luxuosa residência localizada em uma vila (Via dell'Abbondanza) da antiga cidade. Ref.9


Figura 7. (A) Grupo de moldes de gesso de pessoas que morreram em Pompeia, na "Casa do Bracelete de Ouro", criados em 1974. (B) Dois moldes de cadáveres encontrados na Casa de Criptopórtico, Pompeia, e criados em 1914. Durante a erupção do Vesúvio, um rápido fluxo de gás e matéria vulcânica muito quentes encobriu instantaneamente os corpos de várias vítimas em uma camada sólida de cinza, efetivamente preservando a forma dos corpos, incluindo suas feições e até mesmo roupas. Ref.13

          Análise genética de vestígios ósseos associados aos moldes de gesso tem revelado que os habitantes de Pompeia possuíam descendência principalmente de imigrantes do Mediterrâneo Oriental (Ref.13). Isso indica uma população cosmopolitana e diversa em Pompeia, refletindo também padrões mais amplos de mobilidade e troca cultural que marcaram o Império Romano nesse período. A população total de Pompeia em 79 d.C., antes da erupção, é incerta, e estimativas variam de 6-7 mil até 20 mil habitantes (Ref.22). 

          A cidade de Herculano foi também redescoberta no século XVIII, em 1710, com escavações sistemáticas iniciadas em 1738 e sendo conduzidas até 1875 (Ref.23). Após interrupção por um longo período de tempo, as escavações foram resumidas em 1927, e então finalizadas em 1958 - mas com alguns trabalhos sendo retomados no final do século XX e início do século XXI seguindo novas descobertas (Ref.24). Diferente de Pompeia, que foi enterrada essencialmente sob cinzas vulcânicas, Herculano foi soterrada por abundante material vulcânico de densos fluxos piroclásticos, tornando as escavações mais desafiadoras e custosas - o que explica o hiato de 52 anos de abandono do projeto arqueológico em 1875. Alguns depósitos de tufo vulcânico em Herculano - rocha piroclástica formada a partir da consolidação de detritos vulcânicos - exibiam até 20 metros de espessura (Ref.25).

Figura 8. Parte da antiga cidade de Herculano, Itália, após ser revelada por escavações. De acordo com a tradição mitológica, a cidade foi fundada pelo herói Hércules, filho de Zeus, retornando da Ibéria. Herculano possuía uma área de ~20 hectares e uma população estimada em cerca de 4-5 mil habitantes na época da erupção que soterrou a cidade. Ref.23, 27

          Estima-se que mais de 2 mil pessoas morreram como consequência direta da erupção do Vesúvio em 79 d.C., a mais letal na história da Europa (Ref.26).

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   COMO AS PESSOAS MORRERAM?

          Com fragmentos de rocha variando em tamanho de cinzas a pedregulhos que viajam pelo solo a velocidades tipicamente maiores que 80 km/h, os fluxos piroclásticos derrubam, destroem, enterram ou carregam quase todos os objetos e estruturas em seu caminho. As temperaturas extremas de rochas e gás dentro dos fluxos piroclásticos, geralmente entre 200 °C e 700 °C (390-1300°F), podem iniciar incêndios, incinerar animais e derreter neve e gelo.

 

Figura 9. Erupções Plinianas são caracterizadas pela formação de uma enorme coluna de material vulcânico ejetado para cima. Essa coluna eventualmente não consegue mais ser sustentada (perda de impulso ascendente por resfriamento e ação gravitacional), resultando em colapso e produção de letais fluxos piroclásticos descendo as encostas do vulcão. Os fluxos piroclásticos contêm uma mistura de alta densidade de blocos de lava quente, pedra-pomes, cinzas e gás vulcânico, e se movem em altíssima velocidade, normalmente seguindo vales. Podem viajar distâncias de 10-15 km ou mais e manter uma temperatura de até 700°C. Ref.12-13

 

Figura 8. Vestígios esqueléticos de alguns dos vários habitantes na cidade de Herculano que tentaram fugir através da praia ou buscar refúgio em câmaras de pedra (fornici) que corriam paralelo à costa marinha durante a erupção, mas sem sucesso. Vários estavam tentando desesperadamente lançar barcos na Baía de Nápoles para escapar da cidade. Os esqueletos foram revelados durante escavações. Ref.14

          Vários estudos publicados nos últimos anos têm focado em identificar a causa exata de morte dos habitantes de Pompeia e de outras regiões afetadas pela erupção de 79 d.C. As principais hipóteses sugerem morte lenta por asfixia ou morte instantânea por evaporação e desidratação dos corpos. Essas hipóteses dependem, em particular, da temperatura dos fluxos piroclásticos que atingiram as vítimas.

          Na fase principal da explosiva erupção do Vesúvio, houve a formação de uma coluna eruptiva de 25 km de altura que, favorecida por ventos estratosféricos, causou a propagação de uma pluma vulcânica no sentido sudeste. As cidades e vilas Romanas ao redor Vesúvio e ao longo do eixo de dispersão da pluma, foram cobertas por pedras e cinzas vulcânicas com uma espessura de até 3 m em Pompeia, causando o colapso dos telhados de várias casas. Após algumas horas, a pluma se tornou instável e parcialmente colapsou, gerando pequenos volumes de fluxos piroclásticos que atingiram os flancos do vulcão e enterraram a cidade de Herculano. Após ~1 dia seguindo a fase eruptiva principal, a enorme coluna eruptiva colapsou, gerando o mais poderoso e destrutivo fluxo piroclástico de toda a erupção e causando danos até 20 km ao sul do vulcão. Esse destrutivo fluxo piroclástico invadiu eventualmente Pompeia, causando a morte das pessoas que não conseguiram escapar da cidade.

          Em Herculano, um estudo de 2018 encontrou que os primeiros fluxos piroclásticos que atingiram a cidade exibiam temperaturas acima de 408°C, vaporizando os fluidos corporais das vítimas e causando morte instantânea (Ref.15). Porém, um estudo de 2020, reanalisando vários esqueletos de vítimas dentro de câmaras de pedras nas praias da cidade, concluiu que os fluxos piroclásticos estavam com temperaturas abaixo de 400°C, provocando intensa desidratação dos corpos ou asfixia das pessoas, mas impedindo uma morte instantânea (Ref.16). Porém, um estudo de 2023 concluiu que o primeiro fluxo piroclástico - diluído e turbulento - entrou em Herculano com uma temperatura variando de ~555°C (inicial) a 495°C, provavelmente causando morte instantânea das pessoas (Ref.17).

          O cenário de morte instantânea em Herculano - com rápida vaporização de fluídos corporais e tecidos moles - corrobora várias evidências encontradas nos vestígios esqueléticos das vítimas. Isso inclui explosão e rachadura de crânios, vaporização de cérebros, rachaduras e carbonização de ossos, rachaduras nos dentes, contração de membros e degradação térmica de hemoproteínas sanguíneas. Em especial, temos a ocorrência de um raríssimo processo de vitrificação cerebral (Fig.9). Vestígios de um cérebro vitrificado - transformado em vidro - foi recuperado da cavidade craniana de uma das vítimas em Herculano, sendo primeiro descrito em 2020 no periódico New England Journal of Medicine (Ref.18). Aliás, é o único exemplo conhecido de um cérebro que foi naturalmente preservado como vidro. 

Figura 9. Fragmento do material vitrificado que estava encrustado na superfície interna do crânio de uma das vítimas da erupção de 79 d.C., na antiga cidade de Herculano. Análise proteômica do material vítreo identificou várias proteínas que são altamente expressas em tecidos cerebrais humanos. Análises subsequentes também identificaram ácidos graxos típicos do cérebro humano. Barra de escala = 1 cm. Ref.18

 

Figura 10. Em (a), o corpo carbonizado de uma vítima da erupção de 79 d.C. dentro do Collegium Augustalium; o notável fragmento de cérebro vitrificado foi encontrado dentro do crânio. Em (b), visão panorâmica das ruínas de Herculano com o vulcão Vesúvio no fundo, e a localização do Collegium Augstalium. A vítima era um jovem do sexo masculino com ~20 anos de idade. Acredita-se que era um guarda do colégio em questão - um centro para o culto do Imperador Augusto localizado na principal rua da cidade (Decumanus maximus) - e, por algum motivo, estava deitado em uma cama de madeira no momento da morte. Ref.19

          Para o cérebro ter se transformado em vidro, infere-se que altíssimas temperaturas estavam envolvidas por um breve período de tempo, seguido por rápido resfriamento. Para um vidro se formar, um líquido precisa ser resfriado muito rapidamente fazendo com que as suas moléculas ou íons "congelem" em uma estrutura rígida ao invés de cristais - e por isso o vidro é comumente apelidado de "líquido sólido" (1). Isso entra em concordância com um fluxo piroclástico de baixa densidade e com elevada temperatura varrendo a cidade.

          De fato, um estudo recentemente publicado no periódico Scientific Reports (Ref.19), conduzindo uma série de experimentos físico-químicos em amostras do cérebro vitrificado, concluiu que o material foi formado durante a seguinte série de eventos:

- uma nuvem de cinza muito quente (>510°C) e pouco densa oriunda da erupção do Vesúvio varreu a cidade e seus habitantes;

- o guarda deitado na cama do Collegium Augstalium foi submetido a condições bem específicas de aquecimento do cérebro sem a [total] destruição do tecido cerebral;

- à medida que a nuvem de cinza se dissipava, em uma janela de poucos minutos, a temperatura imediatamente retornou às condições ambientes, induzindo resfriamento a taxas de ~727°C/s;

- nesse rápido processo de resfriamento, o cérebro se transformou em um vidro, com temperatura de transição vítrea próxima de 510°C.

          Provavelmente os ossos cranianos e a coluna vertebral do guarda impediram a completa volatização do cérebro. A transformação em vidro potencialmente foi auxiliada pela fragmentação do cérebro durante o aquecimento a pedaços subcentimétricos - e, de fato, foram encontrados assim dentro do crânio da vítima - favorecendo a troca de calor (maior área superficial) e acelerando ainda mais o resfriamento.

          Em Pompeia, significativamente mais distante do Vesúvio (9-10 km), os estudos nos últimos anos têm apontado asfixia como causa primária das mortes.

          Um estudo publicado na Scientific Reports em 2021 (Ref.20), analisando os depósitos vulcânicos e moldes de gesso na região de Pompeia concluiu que o fluxo piroclástico que varreu a cidade perdeu substancial força mecânica e térmica ao longo do caminho, resultando em uma relativa baixa temperatura (~115°C) ao alcançar o local de interesse. Essa baixa temperatura não seria suficiente para matar as pessoas na cidade caso o fluxo piroclástico durasse poucos minutos (2), mas os pesquisadores calcularam que a duração do fluxo foi em torno de 17 minutos - tempo suficiente para asfixiar letalmente as pessoas com finas partículas de cinzas vulcânicas (<0,001 mm) misturadas no ar. Humanos toleram exposição a partículas finas de cinzas vulcânicas no ar por apenas alguns minutos, mesmo a baixas concentrações.

Leitura recomendada:


          O mais detalhado estudo analisando os moldes de gesso (Fig.11) e vestígios esqueléticos em Pompeia, publicado na PLoS ONE (Ref.21) e auxiliado por análise de fluorescência por raio-X, também apontou morte por asfixia. De fato, ao contrário de Herculano, os corpos [moldes] em Pompeia exibem uma "postura de pugilista", indicando progressiva desidratação e encurtamento dos músculos induzidos pelo calor intenso. Além disso, impressões nos moldes de gesso mostram que algumas vítimas cobriram o rosto com tecidos, tentando evitar respirar o ar carregado de cinzas vulcânicas. Também explica por que muitos moldes trazem o formato de roupas: esses tecidos teriam sido evaporados caso o fluxo piroclástico inicial estivesse a temperaturas altas suficientes para causar morte instantânea.

 

Figura 11. Um dos moldes de gesso analisados no estudo de 2023. Pertence a um indivíduo adulto (25-30 anos de idade) que habitava Pompeia na época da erupção de 79 d.C. Os números (1-6) indicam pontos de medição com o equipamento portátil de fluorescência por raio-X (pXRF). Ref.21

          Nesse sentido, em Pompeia, é provável que as vítimas morreram de asfixia durante um fluxo piroclástico de relativa baixa temperatura - deitados no chão tentando cobrir o nariz com roupas - e foram enterradas sob uma camada de cinza vulcânica durante o início da segunda fase da erupção. Apenas mais tarde, após a morte, gás e fluxo de lava sob maiores temperaturas (>250°C) varreram os corpos já soterrados, resultando no aquecimento das cinzas vulcânicas depositadas ("forno"), queimando as roupas e carne das vítimas, e deixando para trás ossos carbonizados e cavidades parcialmente vazias com o formato dos corpos.


REFERÊNCIAS

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