Удар молнии оставляет след глубоко внутри костей, обнаружили ученые
Судебные антропологи из ЮАР и Великобритании выяснили, что молния оставляет на костях человека и животных характерные микротравмы, и объяснили с помощью физики, почему они выглядят именно так.
Исследование опубликовано в Forensic Science International: Synergy, коротко о нем сообщает Science Alert.
Каждый год от удара молнии умирают как минимум 4500 человек, но, по некоторым оценкам, это число может достигать десятков тысяч. Точную статистику собрать сложно, потому что часто удары происходит в отдаленных регионах.
Если человек погибает от удара молнии, на его теле остается много следов, по которым легко выяснить причину смерти. Повреждаются кожа и внутренние органы, остаются ожоги. Можно ли определить смерть от молнии, если все мягкие ткани разложились и остались только кости? Ученые из ЮАР и Великобритании под руководством судебного антрополога Николаса Баччи из Витватерсрандского университета проверили, как удар молнии отражается на костях.
«Наша работа — это первое исследование, которое обнаружило уникальные маркеры повреждения человеческого скелета молнией. Это позволяет выявить удар молнией, если осталась только кость», — говорит Баччи.
В предыдущих экспериментах Баччи и коллеги обнаружили уникальные маркеры в скелетах животных. Ученые отметили «обширные микротрещины и фрагментацию костного матрикса» в костях свиней, подвергнутых воздействию высокого импульсного тока — имитации электрического разряда молнии. В новом исследовании похожие микротрещины нашли в скелете жирафа, погибшего от удара молнии. Но оставалось непонятным, появятся ли подобные отметины у человека.
Ученые использовали человеческие трупы, пожертвованные науке, и выяснили, что на их костях остаются такие характерные следы, которые отличаются от повреждений из-за обычного термического воздействия, например пожара.
«Повреждения от молнии выглядят как трещины, которые расходятся из центра костных клеток или неравномерно располагаются между группами клеток, — говорит судебный антрополог Патрик Рэндольф-Квинни из Нортумбрийского университета в Великобритании. — Структура кости у людей и животных отличается, однако характер травмы идентичен».
Хотя «узоры» одинаковые, их тяжесть зависит от источника разряда. Жирафа убила настоящая молния, и на его костях нашли больше микротрещин, к тому же они располагались менее регулярно, пишут ученые.
Еще один важный фактор, который сказывается на тяжести поражений, — плотность костей. После 40 лет у человека скелет становится более хрупким, поэтому он более восприимчив к разрушениям. Ученые описали два механизма, из-за которых «узоры» выглядят именно так.
Согласно первому, когда ток проходит через кость, он создает ударную волну высокого давления. Специалисты по молниям называют это баротравмой. Электрическая энергия буквально разрывает клетки на части. Второй механизм — пример пьезоэлектрического эффекта. Он влияет на поведение кости, когда она находится в электрическом поле.
«Коллаген, органическая часть кости, расположен в виде волокон, — объясняют исследователи. — Под действием тока эти фибриллы перестраиваются, давят на минерализованные и кристаллизованные компоненты кости, которые в результате деформируются и растрескиваются».
Микротравмы костей могут подсказать судмедэкспертам причину смерти, если другие останки не сохранились.