Когда весь мир собирается на COP26 в Глазго, ученые обнаружили дымящийся пистолет в судебно-медицинской патологии молний, ​​который поможет развить жизненно важные знания для устранения смертельных последствий увеличения количества и силы гроз и ударов молний из-за глобального изменения климата.

Новое исследование ученых из Южной Африки и Великобритании может помочь командам судебно-медицинских экспертов понять, были ли люди или животные жертвами смертельных ударов молнии, основываясь исключительно на анализе их скелетов. Их исследование опубликовано в журнале Forensic Science International: Synergy под названием Harnessing Thor’s Hammer: экспериментально вызванная ударом молнии к кости человека сильным импульсным током.

Изменение климата усиливается, и есть свидетельства того, что частота и сила гроз и ударов молний могут увеличиться. К сожалению, смертельные удары распространены среди диких животных, домашнего скота и людей, причем африканские страны имеют одни из самых высоких показателей смертности в мире.

В Южной Африке более 250 человек ежегодно гибнут от молнии, тогда как 24 000 человек во всем мире умирают каждый год. При подозрении на смерть от молнии судебно-медицинский патологоанатом определяет причину смерти, ища признаки поражения молнией кожи и органов умершего. Однако, когда тело скелетировано, мягкие ткани отсутствуют, и причину смерти от молнии невозможно определить.

Это новое исследование предоставляет инструмент для выяснения причины смерти, когда скелетонированные останки извлекаются в рамках расследования несчастного случая или смерти.

По словам доктора Николаса Баччи, преподавателя Школы анатомических наук Университета Уитса и ведущего автора статьи, «выявление смертельного исхода, вызванного ударом молнии, обычно проводится по следам, оставленным на коже, или повреждению внутренних органов — и эти ткани не выживают, когда тела разлагаются. Наша работа является первым исследованием, которое идентифицирует уникальные маркеры поражения молнией глубоко в человеческом скелете и позволяет нам распознавать молнию, когда выживает только сухая кость. Это может позволить нам отличить случайную смерть от убийства в случаях, когда причина не очевидна, и в то же время позволяет нам построить более полную картину истинной частоты смертельных исходов от молний ».

Исследование было проведено в сотрудничестве между специалистами в области судебной антропологии, анатомии, физики молний и микрокомпьютерной томографии (микро-КТ) из Университета Витватерсранда (Университет Витса) в Южной Африке, Университета Нортумбрии в Великобритании и ядерной лаборатории. Энергетическая корпорация Южной Африки (NECSA).

Исследователи создали в лаборатории искусственную молнию, которая затем была применена непосредственно к человеческой кости, извлеченной из пожертвованных трупов, умерших естественной смертью.

Доктор Хью Хант из Йоханнесбургской лаборатории исследования молний (JLRL) при Университете Витса объясняет, что «мы использовали оборудование для генерации сильных импульсных токов в лаборатории (до 10 000 ампер), которые имитировали эффект молнии, проходящей через скелет. Естественная молния может часто имеют значительно более высокие пиковые токи, но это позволило нам иметь гораздо больший контроль над экспериментом, чем попытки каким-то образом поместить человеческую ткань на путь естественного удара молнии », — говорит Хант, старший преподаватель и руководитель JLRL в школе? электротехники и информационной инженерии.

Эксперименты показали, что повреждения костей были вызваны непродолжительным током молнии.

Старший автор доктор Патрик Рэндольф-Куинни, доцент Группы судебно-медицинских исследований в Университете Нортумбрии и Центра изучения глубинных человеческих путешествий Университета Уитса, объясняет, что «с помощью мощной микроскопии мы смогли увидеть, что существует микротрещины в кости, вызванные прохождением тока молнии. Это принимает форму трещин, исходящих из центра костных клеток или неравномерно прыгающих между скоплениями клеток. Общая картина повреждений выглядит совсем иначе, когда по сравнению с другими высокоэнергетическими травмами, например, вызванными горением в огне ».

«Несмотря на то, что этот эксперимент проводился в контролируемых условиях в лаборатории, мы наблюдаем ту же травму у животных, убитых естественной молнией. Мы смогли сравнить человеческие результаты с костью от бедного жирафа, убитого молнией, — и характер травмы. идентична, хотя микроструктура кости человека отличается от кости животного. Это дымящееся ружье, которое мы искали при судебно-медицинской экспертизе патологии молний », — добавляет он.

Реальная проблема

Уникальность этого исследования заключается в том, что оно объединяет различные дисциплины с общим упором на попытку понять влияние молнии на тело с долгосрочной целью сделать окружающую среду более безопасной для тех, кто рискует погибнуть от удара молнии.

Доцент Кен Никсон из Школы электротехники и информационной инженерии Университета Уитса и член совета директоров Африканского центра молний и электромагнетизма поясняет: «Это многопрофильный проект, который подчеркивает, как судебные эксперты могут работать с физики и инженеры, чтобы исследовать реальную проблему, которая ежегодно приводит к гибели многих людей, особенно в таких странах, как Южная Африка, Замбия и Уганда ».

«В то время, когда глобальное изменение климата приводит к увеличению количества и силы гроз и ударов молний, ​​нам нужны дополнительные исследования, подобные этому, объединяющие различные области с реальным опытом борьбы с молниями. В конечном итоге наша цель в Wits — сделать наши «застроенная среда и сельская местность более безопасны для тех, кто подвергается смертельному воздействию энергии молнии в Южной Африке, и предоставляют жизненно важные знания для тех, кто во всем мире все чаще подвергается опасности этого природного явления», — говорит он.

Это исследование было бы невозможным без современных технологий визуализации, базирующихся в Школе анатомических наук на факультете медицинских наук в Уитсе и установке микро-компьютерной томографии в Корпорации ядерной энергии Южной Африки в Пелиндабе.

«Южноафриканские исследователи находятся в авангарде объединения передовых методов визуализации для открытия новых и революционных знаний о скелете современных и древних людей», — отмечает доктор Таня Августин, анатом из Медицинской школы Уитса. — руководил исследованием и является автором статьи.

«За последние несколько лет команды Wits и NECSA раскрыли секреты рака в летописи окаменелостей гомининов, предоставили доказательства причин смерти австралопитеков, и теперь эти методы позволяют нам раскрыть тайны смертельных ударов молнии», — сказала она. добавляет.