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第一批美國科學家和記者於 1902 年 5 月 21 日抵達，隨後英國和法國的研究人員也相繼到來。
就在 13 天前，加勒比海島嶼馬提尼克島上的聖皮埃爾市被一種不明火山現象摧毀。地質學家對城市內部的破壞範圍和模式感到困惑，該城市距離活火山培雷火山頂峰近六公里。這次火山爆發估計造成 30,000 人死亡，並摧毀了城市中幾乎所有建築物。然而，儘管破壞嚴重，並且有零星目擊者的報告，但並未發現熔岩流——據推測這是造成破壞的主要原因。
美國自然歷史博物館的地質學家埃德蒙·霍維描述了當時的景象：“在許多地方，[破壞的]界限穿過單棵樹木，使其一側變黑燒燬，另一側則綠意盎然，彷彿從未發生過火山爆發。”
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然後，在 7 月 9 日，倫敦皇家學會的地質學家坦佩斯特·安德森和約翰·S·弗萊特觀察並倖存了摧毀這座城市的真正現象
“雲層呈球形，類似於圓形突起，以驚人的能量放大和倍增。它們向海面延伸，朝我們的方向而來，每時每刻都在沸騰和改變形狀。它沒有橫向擴散。它沒有上升到大氣中，而是像湍流的團塊一樣降落在海面上……”
地質學家首次觀察到致命的“火山碎屑雲”——法國火山學家阿爾弗雷德·拉克魯瓦（Alfred Lacroix，1863-1948）後來將這種現象命名為“白熾雲”或“熾熱的雪崩”。“火山碎屑雲”，今天被稱為火山碎屑密度流，是火山顆粒和熱氣體的混合物，根據其密度長距離流動。火山碎屑流可能源於冷卻的噴發柱的部分坍塌、橫向爆發或源於熔岩穹丘或火山部分坍塌的熱雪崩。
在認識到這種奇特的火山現象後，地質學家開始擔憂：為什麼火山碎屑密度流如此危險，致命影響能波及多遠？
在聖皮埃爾的廢墟中，人們觀察到各種線索，有助於解開這個謎團。一些屍體被可怕地撕裂，從內部炸開，內臟暴露在外。另一些屍體被可怕地燒焦，但令人驚訝的是，覆蓋屍體的衣服卻完好無損。根據在廢墟中發現的熔融玻璃（熔化溫度約 700°C）和未改變的銅管（熔化溫度約 1,100°C）的觀測結果，估計摧毀聖皮埃爾的火山碎屑流內部溫度在 700-1,000°C 之間。
這種強烈的熱量會燒傷皮膚，身體外層由於熱衝擊而收縮並被撕裂，內臟被擠壓出來。在未直接受到 1,000°C 高溫流衝擊的區域，人們吸入較冷的 gases (300°C)，他們因肺部內的灰燼窒息而死，並從內到外被烤熟，衣服保持完好無損。
對大約 2,000 年前發生的一次火山爆發的考察提供了關於火山碎屑流如何致死的進一步證據。
公元 79 年，維蘇威火山的爆發摧毀了火山周圍的村莊和城市，也摧毀了著名的龐貝城。
第一批人類遺骸是在龐貝開始系統挖掘僅兩個月後，即 1748 年 4 月 19 日，在斯塔比亞大街和諾拉大街的交叉口被發現的。在隨後的幾個世紀裡，在或多或少出於科學動機的挖掘活動中，發現了更多的人類和動物遺骸。在附近的赫庫蘭尼姆村發現了 328 具屍體，在龐貝，截至 2002 年，已知屍體為 1,150 具，不包括早期發現但後來重新埋葬或永遠丟失的數百具屍體。
早期的遊客海斯特·林奇在 1786 年參觀龐貝時回憶道：“有些人會帶走一些部分，就像我一樣，在我的小博物館裡擁有一個比 17 個世紀更古老的骨頭；……當我看到一位法國紳士把一根人骨放進口袋時，我注意到了。”
圖 1. 皇帝朱塞佩二世參觀龐貝期間發現人類遺骸，讓-克勞德·裡卡德·德·聖農（Jean-Claude Ricard de Saint-Non，1781-1786 年）的藝術作品。
2010 年發表的研究將人工加熱的近代骨骼與從龐貝火山湧浪沉積物中回收的骨骼進行了比較。還考慮了屍體在灰燼和湧浪沉積物地層中的記錄位置。
圖 2. 龐貝火山沉積物的簡化地層，與維蘇威火山周圍城市被摧毀的時間順序相關聯。火山爆發始於火山灰和火山礫降落（A1-A8），這種持續沉積被六次獨特的火山碎屑流或湧浪（S1 至 S6）序列打斷，這些湧浪的力量逐漸增強，導致建築物大面積倒塌和人員傷亡。
火山碎屑湧浪 S4 造成了龐貝的大部分傷亡，即使由此產生的沉積物只有 3 釐米厚，因為它實際上是第一個到達並覆蓋城市的湧浪，摧毀了約 80 平方公里的區域。火山學家“Fitzgabbro”分享了一些龐貝及其周邊地區各種沉積物的影像。
在龐貝，在早期噴發階段的灰燼層中，發現了 394 具骨骼。其中 90% 的受害者死於建築物內，可能是由於屋頂和地板倒塌。後來的S4 湧浪沉積物儲存了 650 人的遺骸，據推測他們死於湧浪的影響：高溫和灰燼窒息。
從這 93 個由分解屍體留下的空腔製成的石膏模型中，奧普隆蒂斯（一個海濱郊區遺址）的 37 具屍體和赫庫蘭尼姆的 78 具骨骼被分為一個方案，該方案考慮了屍體的姿勢——例如，當表現出明顯的“凍結”在運動中時，栩栩如生——大多數屍體都是以這樣的姿勢被發現的 (73%)。
古代骨骼上的損傷，顯示錶面上的微裂紋和內部骨骼結構的再結晶，是熱改性的跡象。將這些骨骼與在實驗中加熱的現代骨骼的觀察結果進行比較，研究人員能夠確定湧浪內部導致人們死亡的溫度範圍，在奧普隆蒂斯和赫庫蘭尼姆至少為 500-600°C，在龐貝為 300-250°C。
赫庫蘭尼姆和奧普隆蒂斯的溫度足以汽化受害者的肉體，從而使灰燼能夠包裹骨骼，而在龐貝，由於溫度較低，屍體保持完整並儲存在火山沉積物中。在有機物分解後，會留下一個空隙，今天可以用石膏填充該空隙，以形成不幸受害者的模型。
發表的結果質疑了一些早期的假設，例如人們死亡的主要原因是灰燼窒息。新的研究表明，熱是主要死因，暴露於距離火山 10 公里處至少 250°C 的高溫湧浪足以導致立即死亡和痙攣（“凍結”人們的運動），即使人們躲在建築物內也是如此。
儘管火山碎屑流的衝擊力和含塵氣體的暴露時間向湧浪外圍遞減，理論上提高了生存的可能性，但溫度在火山碎屑流的外沉積極限處仍然是致命的。
這些都是重要的結果，在編制火山周圍區域的災害地圖時必須考慮這些結果。僅在維蘇威火山，今天就有估計 30 萬人居住在被認為在較大的爆炸性噴發期間處於火山碎屑流高風險的區域內（國家機構 I.N.G.V. 釋出了一些計算機模擬影片，顯示了火山碎屑雲在維蘇威火山周圍可能擴散的情況）。
參考文獻
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