Анализ спонтанного возгорания людей

В этой статье мы публикуем краткий пересказ статьи Sue Benford, Larry E. Arnold «SCIENTIFIC ANALYSIS OF AN ARTIFACT FROM A PRESUMED EPISODE OF SPONTANEOUS HUMAN COMBUSTION: A Possible Case for Biological Nuclear Reactions» (журнал Subtle Energies & Energy Medicine, Volume 8, Number 3, page 195 — 212).

Эпизоды, которые врачи относят к самовозгоранию человека (Spontaneous Human Combustion – SHC), обсуждались в основной медицинской литературе на протяжении веков.
Самый ранний хрестоматийный пример относится к 1470-м годам: рыцарь по имени Полонус, которого, по словам историка медицины Бартолини, «вырвало пламенем, после чего он был полностью сожжен».
Инциденты типа SHC, несомненно, происходят чаще, чем показывает статистика. Занижение информации об этом явлении может быть связано с:
1. Плохо определенные параметры, идентифицирующие такие случаи;
2. Неспособность местных следователей тщательно и правильно оценить смерть от аномальных пожаров при столкновении с ними;
3. Отказ властей признать неопровержимые доказательства отсутствия внешнего источника воспламенения поблизости от жертвы.
Поскольку тело состоит более чем на 70% из воды, заставить его гореть самостоятельно очень сложно. Человеческие тела могут быть полностью сожжены при определенных обстоятельствах. Печи крематориев — распространенный способ кремации тела. Однако даже в оптимизированных условиях внутри печи крематория температура около 2200-2400 градусов по Фаренгейту недостаточна для превращения всех костей в золу. Эти температуры намного превышают температуры, создаваемые повседневными пожарами в домах, в которых ежегодно погибает более 4000 американцев, но их тела не сгорают дотла.
Крематории также используют фильтры для улавливания ядовитых запахов сгоревшей плоти и камеры для измельчения фрагментов костей, извлеченных из печи, в мелкую золу. Однако эпизоды, которые, по-видимому, соответствуют определению, которое один из авторов (Арнольд) назвал сверхгипертермической карбонизацией (SuperHyperthermic Carbonization), имеют важную характеристику, отличающую эти редкие явления от обычных пожаров:
1. В отличие от обычных пожаров со смертельным исходом, в событиях SHC отсутствуют какие-либо легко идентифицируемые источники воспламенения и/или ускорители;
2. В случаях SHC тело обычно оказывается гораздо более обгоревшим, чем у человека, попавшего в ловушку при обычном пожаре в доме. И фотографии, и беседы с операторами крематория подтверждают, что измельчение тела жертвы при SHC происходит более тщательно, чем это достигается при кремации. Кроме того, некоторые эпизоды SHC, демонстрируют, что и скорость полного сжигания тела может быть намного больше, чем в печи крематория.
3. Ожоги SHC неравномерно распределены по телу. Чаще конечности остаются невредимыми, тогда как туловище подвергается испепелению. В классических случаях туловище полностью разрушается, а его кости превращаются в порошкообразный пепел.
4. При SHC сгорание локализовано в теле. Повреждение других легко воспламеняющихся предметов, находящихся вблизи тела, незначительно, за исключением термического воздействия на элементы, богатые водородом, такие как вода (обезвоживание), пластики (обугливание, обезвоживание) и воски (плавление).
Иногда даже одежда жертвы не подвергается воздействию источника энергии SHC.
5. В отличие от типичных запахов, связанных с обычными пожарами, в сценах SHC отсутствуют такие резкие запахи. Столкнувшись с событием SHC, лица, оказывающие первую помощь, часто описывают сладкий аромат.
Смертельный исход при «пожаре» в 1986 году в Нью-Йорке продемонстрировал большинство этих черт и, следовательно, озадачил первых респондентов на месте происшествия. Жертвой стал Джордж Мотт (George Mott), 58-летний пожарный на пенсии, который жил в Краун-Пойнт (Crown Point), в нескольких милях к северу от Тикондероги (Ticonderoga), штат Нью-Йорк. Вечером 26 марта пепел его останков был обнаружен в спальне в задней части его дома площадью 800 квадратных метров.
Нижняя половина его правой ноги лежала на раскаленных пружинах матраса вместе со сморщенным черепом в изголовье; остальная часть его тела прожгла матрац, половые доски внизу и превратилась в золу на земляном фундаменте внизу.
Потолок всего в четырех футах над кроватью не пострадал ни от огня, ни от тепла.
Однако по всему дому на поверхности предметов была карбонизация карамельного оттенка. Многие углеводородные пластмассы были обнаружены либо деформированными от нагрева (например, полиэтиленовая пленка на рулонах бумажных полотенец и акриловые абажуры), либо полностью расплавленными (корпус телевизора в трех футах от кровати, арифмометр в соседней комнате, ручка мухобойки, пластиковая хлебная доска и настенные украшения по всему дому).
Холодильник Мотта на кухне, который был с закрытой дверцей, когда прибыли следователи, сам по себе представлял загадку. Внутри него была обнаружена тарелка с расплавленным маслом и неоткрытая упаковка хот-догов, которые, как заметил судмедэксперт, похоже, были приготовлены в микроволновой печи или пропарены, предположительно той же энергией, которая кремировала мистера Мотта.
Сотрудники службы экстренной помощи округа приложили значительные усилия, чтобы установить причину происшествия. Механических поломок, утечек газа, электрических неисправностей не обнаружено. Самоубийство было исключено из-за отсутствия доказательств. Мистер Мотт был некурящим, с уважением относился к огню, как бывший пожарник, хорошо знавший его потенциальную опасность.
Хотя для объяснения этого SHC было выдвинуто множество теорий, было проведено очень мало подробного научного анализа фактического артефакта SHC, если он вообще был проведен. Один из авторов (Арнольд) извлек из места происшествия Мотта суперобложку одной из книг мистера Мотта, на которую однозначно повлиял источник энергии. Полученные в результате научные выводы и интерпретации этой книжной обложки представлены в этом исследовании.

Методы исследования:

1. Микроскопический анализ проводили с использованием стандартного светового микроскопа с увеличением как в 250, так и в 500 раз. Эта оценка была проведена на факультете геологии Университета штата Огайо (OSU) в центре SEM и включала тщательный визуальный осмотр обложки книги Мотта и контрольного образца.
2. Инфракрасный (ИК) анализ впитывающей способности использовали для оценки молекулярной структуры поверхности образцов обложки книги Мотта, включая сторону с пластиковым покрытием и бумажную (обратную) сторону. Эти испытания были проведены на химическом факультете ОГУ в лаборатории Кека.
3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) использовалась для химического анализа обеих сторон обложки книги Мотта (как с пластиковым покрытием, так и с бумажными сторонами обугленной передней обложки и неповрежденной задней обложки). Также была проанализирована часть контрольного образца после воздействия на него открытого пламени горелки Бунзена (fire-burned control).
XPS может дать точную количественную информацию о наиболее поглощаемых частицах, поверхностных фазах и функциональных группах либо на, либо внутри нескольких самых внешних поверхностных слоев. Любое изменение химического состояния исходного атома повлияет на энергию испускаемого характеристического электрона. Эти испытания проводились в лаборатории анализа поверхности химического факультета ОГУ.
4. Анализы углерода-14 (C14) были выполнены на двух образцах, вырезанных из обложки книги Мотта, и на одном образце, полученном из контрольной обложки книги, которая, как известно, не подвергалась воздействию какого-либо источника огня или тепла. Эти тесты проводились в Beta Analytic Laboratories во Флориде.

Результаты визуального контроля

Книга, из которой был взят этот артефакт, во время события Mott SHC лежала на книжной полке в доме мистера Мотта. Скорее всего, книга лежала на полке лицевой стороной вверх. Сама книга не была восстановлена для этого исследования.
Обложка книги изготовлена из прочной бумаги, покрытой снаружи тонким пластиковым покрытием. Тонкое полимерное покрытие имеется только на внешней стороне обложки книги. Передняя обложка имеет однородный черный обугленный вид с постоянными изменениями от верхней части обложки книги к нижней (см. фотографии на рисунках 1 и 2).

Обесцвечивание отражает воздействие источника энергии, направленного непосредственно на книгу, что проявляется в постепенном уменьшении эффектов почернения вдоль корешка примерно на один дюйм, пока эффект полностью не исчезнет. Интересно, что пластиковое покрытие, кажется, единственное, что превратилось в тусклый, почерневший обугленный материал. Текстура также демонстрирует матовость по сравнению с задней обложкой, которая визуально кажется невредимой.
Когда идентичная книга помещалась в обложку книги Мотта, обесцвечивание внутренней стороны задней обложки точно совпадало со страницами книги. Это наблюдение подтверждает теорию о том, что источник энергии равномерно воздействовал на книгу под прямым углом.

Напротив, контрольный образец, подвергшийся воздействию открытого пламени горелки Бунзена, выглядел непропорционально обугленным преимущественно по краям, которые подверглись наибольшему воздействию открытого пламени. Нам не удалось создать такой же эффект почернения, как на обложке Мотта, используя открытое пламя.
Второй небольшой контрольный образец подвергался воздействию температуры 700 градусов по Фаренгейту в печи геологического факультета ОГУ. Этот образец полностью превратился в серый пепельный порошок. Ясно, что высоких температур было недостаточно, чтобы воспроизвести эффект почернения, отмеченный на передней обложке книги Мотта.
Световой микроскопический анализ почерневшей передней обложки книги Мотта показал, что ее пластиковое покрытие могло полностью исчезнуть (или трансформироваться), например, не покрыться дополнительным слоем копоти. Эта оценка основана на том факте, что задняя обложка при увеличении выглядит в горошек, что является пигментом пластикового покрытия; тогда как ничего похожего нельзя увидеть, даже если соскоблить поверхность, на почерневшей передней обложке.

Инфракрасный анализ

Наиболее важными полосами, наблюдаемыми на задней обложке, являются:
1. О-Н Колебания около 1645 и 3454 см;
2. С-Н Колебания C-H 2904 см;
3. С-О Колебания C-O от примерно 1089 до примерно 1200 см.

После воздействия источника энергии на почерневшей передней обложке книги  Мотта отмечаются следующие изменения:
1. О-Н и О-С колебания были значительно уменьшены, что затрудняет их различение на фоне;
2. Полоса колебаний C-H разделилась и имеет меньшую интенсивность;
3. Образовалась новая полоса 1754 см-1, скорее всего, из-за циклических С-О колебаний.
ИК-анализ, сравнивающий целлюлозные стороны почерневшей передней обложки и незатронутой задней, практически не выявил различий (см. рис. 4).

ХРС анализ

XPS-анализ содержания атомов на поверхности почерневшей передней обложки, незатронутой задней обложки и контрольного образца, обожженного огнем. Половинная масса полной ширины (FWHM) показывает количество каждого элемента, обнаруженного в образце. Можно сделать предположение, что чем меньше число, тем меньше наблюдаемое содержание элемента (см. Таблицу 1).

Анализ на углерод-14

Контрольный образец был взят из идентичной обложки книги, напечатанной в 1976 году. Не было известно, что эта книга подвергалась воздействию каких-либо необычных источников тепла или излучения (см. Таблицу 2):

1. Результаты указывают на возраст после O до настоящего времени (BP) (BP 1950 CE) и представлены в виде % (процентов) от современного эталонного стандарта;
2. Эти цифры представляют собой предполагаемую линейную экстраполяцию с использованием стандартного эталонного периода полураспада углерода-14, равного 5730 годам. Расчеты, подготовленные с помощью «Калькулятора датирования по углероду-14», предоставленного Лабораторией радиоуглеродного датирования, Университет Вайкато, Гамильтон, Новая Зеландия, и Оксфордским ускорителем радиоуглерода, Исследовательской лабораторией археологии и истории искусства, Оксфорд, Интернет-сайт Соединенного Королевства.

Обсуждение

На целлюлозной (бумажной) стороне как почерневшей матовой передней обложки, так и обратной стороны матовой обложки книги в ИК-анализе практически не наблюдается изменений между почерневшим образцом и задней обложкой.

Обесцвечивание внутри книги варьировалось от очень легкого и очень поверхностного до несуществующего. Это наблюдение, наряду с данными C 14, подтверждает гипотезу о том, что целлюлоза не подвергалась неизбирательному влиянию источника энергии на переднюю и заднюю оболочки. Таким образом, обе внутренние поверхности продемонстрировали сходные ИК-характеристики.
На зачерненной передней стороне обложки книги Мотта образовавшийся слой углерода мог быть достаточно толстым, чтобы заблокировать бумагу от исследования лучом ИК-детектора. Это может объяснить, почему большинство бумажных пиков либо менее интенсивны, либо отсутствуют. В этом спектре преимущественно наблюдается углеродная пленка и, по-видимому, какая-то недогоревшая бумага, находящаяся у поверхности.
Значительные молекулярные различия, отмеченные в результатах ИК, и изменения атомного состава, измеренные в тестах XPS, можно объяснить следующим образом:
Наблюдение: Исчезновение колебаний 0-Hand C-O в почерневшем образце.
Объяснение: Углерод блокирует ИК-лучи, поэтому не позволяет получить сигнал от более глубоких несгоревших слоев бумаги. Например, предположим, что инфракрасный луч может обнаружить около 100 слоев бумаги. Разумное предположение, согласующееся со статистически идентичными выводами передней и задней обложки Мотта по данным C14, состоит в том, что только несколько верхних внешних слоев передней обложки обложки книги Мотта были преобразованы в углерод источником энергии. Этот углеродный слой впоследствии заблокировал другие не затронутые слои от наблюдения ИК-луча. Интенсивный фоновый сигнал в областях, где полосы исчезают, свидетельствует о том, что углерод поглощает ИК-частоту в этой области и, следовательно, блокирует свет.
Наблюдение: группы C-O-H первых слоев прореагировали.
Пояснение: Бумага, состоящая в основном из целлюлозы, представляет собой полимер углеводных колец. Каждое кольцо содержит 6 атомов углерода, пять из которых присоединены к ОН-группам (составляя С-О-Н), а 2 из них — к О-С, образуя С-О-С. Расщепление C-H происходит из-за изменения групп C-O-H.
Это предположение отражено в том факте, что связи C-H в целлюлозе находятся в атомах углерода, содержащих О H. Структура большинства атомов углерода в этих молекулах следующая:

Если изменить связи С-О или О-Н, то связь С-Н окажется в другом углероде и, следовательно, изменится энергия его колебаний. Если разные атомы углерода изменят структуру С-О-H по-разному, то появится более одной новой частоты C-H. Спектр показывает, по крайней мере, две отличительные области в моде C-H, являющиеся результатом по крайней мере двух типов C-H.
Уменьшение интенсивности, отмеченное на почерневшей передней обложке Мотта, можно объяснить этим «расщеплением сигнала», которое приводит к расщеплению интенсивности. Полное сгорание полимерно-пластикового покрытия и поверхностных слоев целлюлозы до углерода разрывает связи С-Н и блокирует попадание дополнительных сигналов в ИК-пучок.
Появление новой полосы в области С = О связано с механизмом дегидратации диола. Спирты имеют группу ОН, присоединенную к углероду. Когда следующий углерод также имеет ОН, молекула называется «диол». Целлюлоза содержит много участков диола, то есть два ОН в соседних атомах углерода. При определенных условиях эти два соседних ОН могут реагировать друг с другом. Это представлено как один OH, берущий один H из другого OH, образуя молекулу H₂O с О, связанным с двумя атомами углерода. Молекула H2O отделяется в виде газа от углерода, потому что сама по себе более стабильна. Это отражает наблюдаемый аспект обезвоживания. Это также может объяснить значительное снижение содержания кислорода, наблюдаемое при тестировании XPS в почерневшем образце.
Оставшийся О образует вторую связь с углеродом, чтобы объяснить потерю связи ОН. Затем этот углерод передает один из своих атомов водорода CH атому C, потерявшему молекулу воды. В результате получается >C = 0 и >CH₂ вместо двух >COH (где «>» представляет собой две связи с двумя соседними атомами углерода). Фактический механизм может быть другим, и первая миграция H может исходить из другого источника; однако этот упрощенный взгляд полезен для понимания общего процесса.
Поскольку целлюлоза состоит из колец глюкозы, C = 0 будет частью кольца после дегидратации диола. Возникает некоторая деформация из-за геометрии задействованных связей, и сигнал может сдвигаться в сторону более высоких частот от стандартных 1715 см-I для нормального >C == 0 до примерно 1754 см-I. Этот сдвиг наблюдался на почерневшей передней обложке.
Дегидратация диола может происходить в результате воздействия теплового излучения или кислотного катализа.
Эта дегидратация диола может четко объяснить каждое изменение, наблюдаемое в ИК-спектре: исчезновение ОН и СО, модифицированный сигнал СН и появление сигнала С0. В то же время в спектрах виден углеродный фон, который мог бы образоваться, если бы помимо обезвоживания применялся источник тепловой энергии. Термический или тепловой эффект может объяснить карбонизированный органический материал легче, чем кислота. Однако два эффекта, тепловое излучение и кислота, могут не исключать друг друга при объяснении результатов научных испытаний.

Интерпретация результатов углерода-14

По данным Beta Analytic, ожидаемый процент C14 для продукта на основе целлюлозы с 1976 года, когда были напечатаны обложки книги Moтта и контрольной книги, будет варьироваться от 116% до 120%. Этот повышенный уровень C14, значительно превышающий современный, связан с «эффектом атомной бомбы» в окружающей среде во время создания обложки книги.
Как видно из Таблицы 2, идентичный контрольный образец находится в пределах предсказанного и ожидаемого диапазона (119,70/0). Любопытно, что обложка книги Мотта значительно отстает от ожидаемого диапазона (105,8–106,8). Эта разница, составляющая 13 — 14 процентов, представляет собой коэффициент старения примерно от 744 до 802 лет для образцов Мотта по сравнению с контрольным образцом.
Согласно Beta Analytic, одним из возможных объяснений этого несоответствия является то, что для создания обложки книги Мотта использовалась внутренняя часть древесной массы. Таким образом, более старые части деревьев будут отражать более старый результат C 14.
Другое возможное объяснение можно найти при оценке одного из остатков бомбежки Нагасаки в 1945 году. В начале 1990-х образец хлопка из туники, которую носила жертва бомбы примерно в 1,5 км от эпицентра взрыва Нагасаки, был оценен на содержание C14 в Аризонском университете. Исследование показало, что материал состарился в результате взрыва примерно на 300 лет.
По мнению российского ученого д-ра Дмитрия Кузнецова, старение под действием ядерной радиации или уменьшение содержания С 14 под действием радиации связано с наличием мощного источника энергии, который активирует многочисленные изменчивые химические процессы, включая «дегазацию» и «пиролиз».
Одна теория, которая может объяснить все эмпирические данные, обнаруженные в деле Мотта, — это биологически индуцированный ядерный взрыв. В таком сценарии внутриклеточной ядерной реакции, происходящей в теле жертвы, будет высвобождаться как нейтронное, так и протонное излучение, оставляя остаточные эффекты на артефактах, обнаруженных на месте происшествия после SHC. Эта теория способна объяснить большинство, если не все научные открытия.

Характеристики нейтронного излучения

Нейтроны — нейтральные частицы с массой примерно такой же, как у протона. Поскольку они нейтральны, они слабо реагируют с материальными веществами и, таким образом, способны проникать в металлические или стальные предметы, такие как холодильник.
Нейтроны отличаются от другого высокоэнергетического ионизирующего излучения, гамма-излучения, тем, что они не ослабляются в соответствии с плотностью экрана. Энергия быстрых нейтронов от 1 МэВ до 20 МэВ обычно поглощается за счет упругого рассеяния. Лучше всего это достигается с помощью молекул того же размера, что и нейтрон. Водород лучше всего соответствует этому критерию; поэтому вода, воск, пластик и бетон являются наиболее эффективными замедлителями из-за высокого содержания в них атомов водорода. После замедления быстрых нейтронов до энергии тепловых нейтронов около 0,039 МэВ их можно захватить. После замедления или захвата в захватывающем материале будут возникать тепловые эффекты, например, возникающие при тепловой вспышке.
Нейтроны, остановленные водородом внутри тела, могут быть ответственны за «сладкий запах», характерный для многих событий SHC, включая случай Мотта. Углерод содержится в молекулах углеводов, которые буквально представляют собой гидратированный углерод, например, углерод и воду. Все они имеют формулу (CH₂O)n, где n может быть маленьким или довольно большим. Основной единицей углеводов являются молекулы сахара.
Нейтроны, притягиваемые одинаковыми атомами водорода в сахарах, особенно в моносахаридах, разрушают связи CH₂O, обезвоживая молекулу, как отмечено в обложке книги Мотта. Это, по сути, «карамелизует» сахар до углеродистого остатка, создающего характерный сладкий или приторный запах.

Вывод

Наблюдаемые эффекты кислотной реакции на почерневшей обложке обложки книги могут отражать контакт с протонным излучением. Исследования показали, что целлюлоза, подвергшаяся воздействию протонного излучения с энергией 1,4 МэВ, приводит к кислотному окислению поверхности. Это может объяснить кислотный эффект, отмеченный в ИК-анализе, и будет соответствовать установленному требованию быть одновременно кислотным и тепловым излучением.
Любая успешная теория, пытающаяся объяснить случай SHC Мотта и подобные предполагаемые события SHC, должна предусматривать источник достаточно высокой энергии, способный вызывать реакции, задокументированные в световой микроскопии, ИК, XPS и тестах C14, отмеченных для обложки книги Мотта. В то же время теория должна учитывать другие наблюдения, отмеченные в деле Мотта после SHC, в том числе:
1. Дифференциальное тепловое воздействие на сильно гидрогенизированные предметы, например пластмассы, воду и т. д .;
2. Сладкий запах, отмеченный на месте происшествия пожарными, по сравнению с типичным запахом горелой плоти;
3. Локальный уровень кремации, без сжигания близлежащих легковоспламеняющихся предметов;
4. «Приготовление» хот-догов, покрытых пластиковой пленкой, в работающем холодильнике;
5. Отсутствие какого-либо идентифицируемого обычного источника воспламенения.
Учитывая научные данные из исследования случая Мотта, авторы утверждают, что энергия, которая взаимодействовала с артефактом Мотта, могла включать высокоэнергетическое нейтронное и протонное излучение, исходящее от самого тела. Если это так, то это имеет серьезные последствия для общественного здравоохранения, включая вопросы радиационной безопасности на месте происшествия SHC и выявление факторов, которые могут предрасполагать человека к событию SHC.