Menu
12781

เมื่อนิวเคลียร์ฟิสิกส์ช่วยไขความลับของมัมมี่น้ำแข็งอายุ 5,000 ปี

07.07.2017
  • LOADING...

HIGHLIGHTS

6 Mins. Read
  • มัมมี่ของ ‘เอิตซี’ มนุษย์น้ำแข็ง ถูกพบค้นพบเมื่อปี 1991 จากการศึกษาศพอย่างละเอียดพบว่าชายคนนี้เสียชีวิตมานานกว่า 5,000 ปีแล้ว
  • แม้จะผ่านมา 5,000 ปี แต่นักวิทยาศาสตร์กลับบอกได้อย่างชัดเจนว่าชายคนนี้สูง-หนักเท่าไร อายุเท่าไร แต่นั่นไม่น่าแปลกใจเท่ากับนักวิทยาศาสตร์ยังรู้ว่าถิ่นฐานที่ชายคนนี้เคยอยู่ในวัยเด็กและตอนโตคือที่ไหน!
  • นักวิทยาศาสตร์ไขคำตอบเหล่านี้ได้จากการศึกษาสิ่งที่เรียกว่า ไอโซโทป จากร่างกายของเอิตซี

 

 

     พวกเขาพบศพชายคนนี้ในวันที่ 19 กันยายน ค.ศ. 1991 ขณะที่กำลังเดินเขาอยู่บนภูเขาเอิตซทัล ในเทือกเขาแอลป์ (Ötztal Alps) ทางตอนเหนือของประเทศอิตาลี ด้วยสภาพศพที่แห้งมากทำให้พวกเขาเชื่อว่าชายคนนี้น่าจะเสียชีวิตมานานแล้ว แต่ไม่รู้ว่านานแค่ไหน พวกเขาจึงแจ้งให้ตำรวจทราบ หลังจากเจ้าหน้าที่นิติเวชมาศึกษาศพอย่างละเอียดก็พบว่า ชายคนนี้เสียชีวิตมานานแล้วอย่างที่คาดจริง แต่ไม่ใช่แค่นานธรรมดา เพราะชายคนนี้เสียชีวิตมานานกว่า 5,000 ปีแล้ว จากนั้นมาศพที่พบกลายสภาพเป็นมัมมี่นี้ก็เป็นที่รู้จักกันไปทั่วโลกในชื่อว่า ‘เอิตซี’ (Otzi) มนุษย์น้ำแข็ง

     ด้วยความที่ศพของเอิตซีถูกแช่แข็งมานานจึงอยู่ในสภาพที่ดีมาก นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาและเรียนรู้เกี่ยวกับเอิตซีและวิถีชีวิตของเขามากมาย ตัวอย่าง เช่น ชายคนนี้สูงประมาณ 160 เซนติเมตร หนักประมาณ 50 กิโลกรัม ตอนเสียชีวิตน่าจะมีอายุประมาณ 45 ปี มีโรคฟัน โรคเหงือก และโรคไขข้อ ก่อนเสียชีวิตถูกยิงด้วยลูกธนูเข้าที่หลังบริเวณกระดูกไหปลาร้าข้างซ้าย แต่น่าจะเสียชีวิตจากการที่สมองถูกกระแทก มื้ออาหารก่อนเสียชีวิตเขากินเนื้อกวางชามัวร์ กวางแดง และขนมปัง ชายคนนี้ในวัยเด็กเกิดและเติบโตในหุบเขาแห่งหนึ่งใกล้ๆ กับเมืองไทรอลในปัจจุบัน ต่อมาเมื่อเติบโตขึ้นเขาก็ย้ายถิ่นฐานขึ้นมาอยู่บนที่ราบสูงบนภูเขา เขาทำอาชีพเกี่ยวกับการหลอมโลหะทองแดง

     อ่านถึงตรงนี้หลายท่านอาจจะเริ่มสงสัยแล้วว่า เรารู้เรื่องของเขามากขนาดนั้นได้อย่างไร

     การที่เรารู้ว่าเขาสูงเท่าไร น้ำหนักเท่าไร อายุประมาณเท่าไรขณะเสียชีวิต และเสียชีวิตด้วยเหตุใด ก็พอจะเข้าใจได้ เพราะสิ่งเหล่านี้สามารถบอกจากศพได้ การที่รู้ว่าเขากินอะไรก่อนตายก็สามารถบอกได้เมื่อผ่าศพ (หรือส่องกล้องเข้าไป) ศึกษา เพราะเมื่อเสียชีวิตอาหารที่ยังไม่ย่อยก็จะตกค้างอยู่ในทางเดินอาหาร แต่คำถามที่น่าสนใจคือ นักวิทยาศาสตร์รู้ได้อย่างไรว่าตอนเด็กเขาเกิดและเติบโตที่ไหน แล้วต่อมาย้ายถิ่นฐานไปที่ไหน สิ่งเหล่านี้ไม่น่าจะศึกษาจากศพได้หรือเปล่า

 

 

     นักวิทยาศาสตร์รู้เพราะสิ่งที่เรียกว่าไอโซโทปครับ

     ลองมองร่างกายของคุณเองแล้วตั้งคำถามว่า ร่างกายของฉันสร้างขึ้นมาจากอะไร คำตอบมีได้หลากหลายมากใช่ไหมครับ เช่น อวัยวะ เนื้อเยื่อ กล้ามเนื้อ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน แต่ถ้าเราถามคำถามเดียวกันนี้ไล่ลงไปเรื่อยๆ ถึงจุดหนึ่งเราจะได้คำตอบว่า ร่างกายของเราประกอบขึ้นมาจากสิ่งที่เรียกว่า อะตอม หรืออาจจะพูดว่าร่างกายของคุณและผมประกอบขึ้นมาจากอะตอมจำนวนมหาศาล (ประมาณ 10 แล้วเติมศูนย์เข้าไปอีก 27 ตัว) คำถามต่อไปที่น่าสนใจคือ แล้วอะตอมเหล่านี้ที่ประกอบมาเป็นร่างกายของเรามาจากไหนกัน แน่นอนครับว่ามาจากอาหารที่เรากิน น้ำที่เราดื่ม และอากาศที่เราหายใจ ถ้าเราตั้งคำถามต่อว่า แล้วเราจะไล่หาต่อได้ไหมว่าอะตอมที่ประกอบเป็นร่างกายของเรามาจากดินแดนส่วนไหนของโลก คำตอบคือ ก็อาจจะพอเป็นไปได้ครับ แต่ก่อนอื่นเราต้องไปทำความรู้จักสิ่งที่เรียกว่า อะตอม และไอโซโทปกันก่อน

     คำว่า อะตอม แม้โดยรากศัพท์แล้วจะมีความหมายว่า ตัดอีกไม่ได้แล้ว แต่จริงๆ อะตอมยังแบ่งออกเป็นส่วนประกอบได้อีก 3 ส่วนคือ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน จำนวนของโปรตอนของธาตุจะเป็นตัวบอกเราว่าธาตุนั้นคืออะไร เช่น ถ้าธาตุนั้นมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 ธาตุนั้นก็จะเป็นคาร์บอน ถ้าธาตุนั้นมีเลขอะตอมเท่ากับ 8 ธาตุนั้นก็จะเป็นออกซิเจน เป็นต้น ดังนั้นธาตุที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันก็จะมีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกันทุกประการ แต่บางครั้งธาตุชนิดเดียวกันก็อาจจะมีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกันไปได้ถ้ามีจำนวนนิวตรอนไม่เท่ากัน เราเรียกธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แต่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกันเช่นนี้ว่า เป็นไอโซโทปกัน

     ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนที่พบในธรรมชาติมีด้วยกันหลายไอโซโทป ได้แก่ 16O,17O หรือ 18O แต่ไม่ว่าจะเป็นออกซิเจนไอโซโทป 16O,17O หรือ 18O ต่างก็มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกันทุกประการคือ มนุษย์หายใจแล้วได้ผลลัพธ์เหมือนกัน หรือเมื่อ 16O,17O และ 18O รวมตัวกับไฮโดรเจน 2 ตัว ก็จะเกิดเป็นน้ำ H2O ที่ดื่มได้ไม่ต่างกัน สิ่งที่ต่างจะมีแค่คุณสมบัติทางกายภาพเท่านั้นคือ 16O จะเบากว่า 17O และ 17O จะเบากว่า 18O

 

 

     ในแง่นี้ถ้าจะเทียบเคียงเพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้นก็อาจจะคล้ายๆ กับการที่เราพูดว่า หมอ ไม่ว่าจะหมออ้วนหรือผอม (กายภาพต่างกัน) ก็รักษาโรคได้เหมือนกัน และเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่ต่างกันนี่แหละครับที่นักวิทยาศาสตร์นำมาใช้ประโยชน์ในการศึกษาเอิตซี

     เมื่ออะตอมของออกซิเจนมีน้ำหนักไม่เท่ากัน โมเลกุลของน้ำต่างๆ จึงมีน้ำหนักไม่เท่ากันด้วย เมื่อน้ำนี้ลอยตัวขึ้นจากทะเลแล้วก่อตัวเป็นก้อนเมฆ ภายในก้อนเมฆจึงมีโมเลกุลของน้ำที่น้ำหนักไม่เท่ากันปนอยู่ภายในมากมาย ต่อมาเมื่อเมฆนี้ลอยเข้าฝั่งแล้วทยอยตกลงมาเป็นฝน คำถามคือ น้ำที่เบาหรือหนักจะตกก่อนกัน?

     ต้องเป็นน้ำที่หนักใช่ไหมครับ เพราะของหนักย่อมตกลงมาง่ายกว่า ดังนั้นน้ำที่มีออกซิเจนชนิดที่หนักกว่า (18O) ก็มีแนวโน้มจะกลั่นตัวตกลงมาเป็นฝนก่อน กว่าที่ก้อนเมฆจะลอยขึ้นไปสูงถึงบนเขาสูงๆ ได้ โมเลกุลของน้ำในก้อนเมฆก็จะเหลือแต่น้ำที่มีออกซิเจนน้ำหนักเบาๆ (16O) จึงเป็นภาวะธรรมชาติว่า น้ำหรือแหล่งน้ำที่อยู่บนเขาสูงๆ มักจะมีน้ำที่สัดส่วนของ 18O น้อย เมื่อเทียบกับน้ำที่อยู่ตีนเขาหรือในหุบเขา

     ในอดีตมนุษย์หากินด้วยการล่าสัตว์หาของป่า ดังนั้นสัตว์และพืชผักที่กินเป็นอาหารจึงเป็นสิ่งที่หาได้รอบๆ ถิ่นที่อยู่อาศัย (ซึ่งต่างจากเราในทุกวันนี้ที่กินอาหารที่มาจากทั่วทุกมุมโลก) สัตว์ที่มนุษย์ล่าเองก็กินสัตว์อื่นที่อาศัยอยู่แถวนั้น สัตว์กินพืชก็กินพืชที่เติบโตแถวนั้น พืชเองก็ได้สารอาหารจากดินและน้ำในบริเวณนั้น ส่วนดินเองก็มาจากหินบริเวณนั้น ดังนั้นเราอาจจะพูดง่ายๆ ได้ว่าอะตอมที่สร้างร่างกายของมนุษย์ (ในอดีต) ก็มักจะมาจากอะตอมของ หิน ดิน ต้นไม้ สัตว์ ที่อาศัยอยู่ใกล้ๆ นั้นนั่นเอง อ้อ แล้วก็รวมไปถึงน้ำที่ดื่มด้วยครับ

     ถึงตรงนี้ก็พอจะเริ่มเห็นแล้วใช่ไหมครับว่า ถ้าเราศึกษาสัดส่วนไอโซโทปของออกซิเจนในร่างกายเอิตซี เราก็พอจะบอกได้ว่าเขาอาศัยอยู่ในที่สูงหรืออาศัยอยู่ในหุบเขา แต่นั่นยังไม่ใช่ที่สุดครับ เรายังรู้อะไรได้มากกว่านั้นอีก เพราะจากความจริงข้อหนึ่งว่า เคลือบฟันหรืออีนาเมล (enamel) ของคนเราจะสร้างขึ้นในวัยเด็กและเมื่อสร้างเสร็จแล้วก็จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงอีกเลยตลอดชีวิต ซึ่งจะต่างไปจากกระดูกส่วนอื่นๆ ของร่างกาย ที่มีการทยอยทำลายแล้วสร้างขึ้นใหม่ตลอดเวลา หรือจะพูดว่าร่างกายของคุณในอีก 10-20 ปีข้างหน้าจะไม่มีกระดูกตอนนี้หลงเหลืออยู่เลย

 

 

 

     เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาไอโซโทปของออกซิเจนจากฟัน กระดูก และต้นขาของเอิตซี ก็พบว่ามีสัดส่วนของ 18O ในเคลือบฟันสูงกว่าที่พบในต้นขา นักวิทยาศาสตร์จึงสรุปได้ว่า ในวัยเด็กเอิตซีคงจะเติบโต (และดื่มน้ำ)ในหุบเขาสักแห่ง ต่อมาเมื่อเขาอายุมากขึ้นเขาก็ย้ายขึ้นมาอาศัยอยู่บนที่ราบสูง คำถามต่อไปคือ เราพอจะบอกได้ไหมว่า หุบเขาที่เขาเติบโตนั้นอยู่ที่ไหน และบ้านใหม่ที่เขาย้ายไปเมื่อโตแล้วอยู่บริเวณไหน คำตอบของคำถามนี้มาจากการศึกษาสัดส่วนไอโซโทปของธาตุอีก 2 ชนิดครับ นั่นคือ ศึกษาสัดส่วนไอโซโทปของ สตรอนเทียม (Strontium) ต่อ ตะกั่ว

     เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาสัดส่วนไอโซโธปของธาตุสตรอนเทียม (Strontium) และตะกั่วที่พบในหิน ดิน ของหลายพื้นที่ใกล้เคียง ก็พบว่าแต่ละบริเวณมีสัดส่วนไอโซโทปที่ต่างกันจนเกิดเป็นลักษณะเฉพาะของบริเวณนั้น ดังนั้นถ้าเราศึกษาสัดส่วนของไอโซโทปนี้ในฟันของเอิตซี แล้วเทียบดูว่าใกล้กับบริเวณไหน เราก็จะซูมเข้าไปได้อีกว่าเอิตซีน่าจะเติบโตมาในบริเวณนั้น แล้วผลของการศึกษาพบว่าเอิตซีน่าจะเติบโตมาในหุบเขาหนึ่งที่ปัจจุบันมีชื่อว่า ไอแซก (Eisack)

     สำหรับที่อยู่ใหม่เมื่อเขาเติบโตแล้วนั้น นักวิทยาศาสตร์สามารถรู้ได้จากการที่พบแร่ชนิดหนึ่งที่มีชื่อว่า ไมกา (mica) ปนอยู่กับอาหารที่ค้างในกระเพาะเล็กน้อย ส่วนสาเหตุที่แร่ไมกานี้เข้าไปอยู่ในท้องของเอิตซีได้นั้น เชื่อว่าน่าจะเกิดจากการที่แร่นี้ผสมอยู่ในหินที่ใช้โม่แป้ง ทำให้แร่นี้หลุดปนมาในขนมปัง เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาอายุของเศษไมกา 12 ชิ้นที่พบในกระเพาะก็พบว่าแร่ไมกาเหล่านี้อายุอยู่ในช่วง 95-300 ล้านปี ซึ่งใกล้เคียงกับอายุของหินในบริเวณหนึ่งที่ปัจจุบันมีชื่อเรียกว่า วินช์กอล (lower Vinschgau) ซึ่งอยู่ทางตะวันตกของไอแซกที่เขาเกิดและไม่ไกลจากที่เขาเสียชีวิตนัก บริเวณนี้น่าจะเป็นที่อยู่อาศัยของเขาที่เขากินอาหารที่บ้านมื้อสุดท้าย ก่อนจะออกเดินทางมายังบริเวณที่เสียชีวิตนั้น

     คิดแล้วก็น่าทึ่งนะครับ ความรู้ของมนุษย์เราในปัจจุบันจะมาถึงจุดที่เราสามารถบอกข้อมูลมากมายได้จากศพคนคนหนึ่งที่เสียชีวิตไปแล้วมากกว่า 5,000 ปี ดีไม่ดี ทุกวันนี้เราอาจจะรู้ข้อมูลเกี่ยวกับตัวเอิตซีมากกว่าที่เพื่อนสนิทหรือคนใกล้ชิดของเขาเมื่อ 5,000 กว่าปีที่แล้วเสียด้วยซ้ำ!

 

Photo: Andrea Solero/AFP, VIENNA REPORT AGENCY

  • LOADING...

READ MORE

FOLLOW US

MOST POPULAR