I antika Rom offrade kastrerade präster djur i en teater som höll en grotta till underjorden, även känd som "Porten till helvetet." Men prästerna använde inte knivar eller andra av människan gjorda vapen för att döda djuren; snarare kvävades offren på en dödlig gas som sipprade från grottan, konstaterar en ny studie.
För antika åskådare som inte visste ursprunget till den dödliga gasen - vulkanisk koldioxid (CO2) - såg hela akten troligen ut övernaturliga, sade forskarna.
"För mer än 2000 år sedan kunde dessa fenomen inte förklaras vetenskapligt, utan bara genom fantasin från övernaturliga krafter från Hadeandjup eller välmenande gudar," skrev forskarna i studien.
Forskare med det italienska arkeologiska uppdraget grävde ut porten till helvetet under en arkeologisk grävning mellan 2011 och 2013, i sydvästra Turkiets forntida stad Hierapolis. Arkeologerna kände igen ruinerna som ett Plutonium, en fristad för undervärldens gudar - Pluto och Kore. (I antika Grekland var dessa gudar kända som Hades och Persefone.). Grottan, eller grottan, satt under teatern.
Plutonium och ett berömt Apollo-tempel i regionen ligger ovanpå en fellinje som avger dödliga nivåer av koldioxid. Det är möjligt att forntida herdar lärde sig dessa giftiga CO2-ångor när deras djur blev sjuka eller dog efter att ha vått för nära öppningarna. Detta skulle ha fått prästerna att bygga tempel och helgedomar ovanpå dessa mystiska platser, säger forskarledaren Hardy Pfanz, en vulkanbiolog vid universitetet i Duisburg-Essen, i Tyskland.
Webbplatser som släpper höga nivåer av koldioxid kallas mofetter. Och mofetten i Turkiet är knappast den enda som används av forna präster, sade han.
"De gamla portarna till helvetet (som vi studerar i södra Italien, västra Turkiet och Grekland) är ibland belägna direkt på CO2-avgivande mofettplatser," berättade Pfanz till Live Science i ett e-postmeddelande.
Men antika människor visste sannolikt inte att det var CO2 som gjorde det möjligt för prästerna att offra djuren. Istället, som antika skrifter av filosoferna Strabo och Plinius antyder, trodde människor andetaget från Plutos hund Kerberos (den mångkopplade hunden som skyddar grindarna till underjorden i grekisk mytologi) orsakade de konstiga, dödliga ångorna.
"Eftersom den trehövda helvetehunden Kerberos bevakar ingången till Hades, är det meningsfullt: Kerberos ansågs ha ett extremt giftigt och livshotande andetag," sade Pfanz.
70 döda skalbaggar
Forskarna använde ett bärbart gasanalysatorsystem för att studera CO2-nivåerna i Plutonium. Men även utan utrustningen signalerade de döda djuren i grottan gasens dödlighet.
"Det stora antalet lik av insekter och fåglar bekräftade förekomsten av en dödlig CO2-gassjö framför grotten," skrev forskarna i studien. "På vår första dag hittades två döda fåglar och mer än 70 döda skalbaggar försvårade vid golvet."
Dessutom hörde forskarna "lokalbefolkningen rapporterar om döda möss, katter, vader och till och med förvärrade rävar", skrev de. Vanligtvis inträffade dessa dödsfall under de mörka kvälls- och morgontimmarna, konstaterade de.
Det beror på att grottan hade en verklig CO2-sjö och sjöens gasnivåer förändras under varje dag. "var högt under tidigt på morgontimmarna, förstördes av solljusets infraröda ljus, och därmed mycket lågt under ljusa dagar, och ökade igen under kvällstimmarna (runt solnedgången)," sade Pfanz. "Att offra tjurar och getter måste därför ha utförts endast på morgon- eller kvällstid (eller på molniga dagar)."
Priestly hemlighet
Prästerna visste troligen en annan hemlighet: De dödliga ångorna nådde bara så högt. Medan ett djur skulle löpa ut i grottan inom några minuter, kunde prästen stå på en hög sten och låta honom andas tillräckligt långt bort från källan till den dödliga gasen, fann forskarna.
"På denna höjd kunde de stå i 20 till 40 minuter utan att äventyras", sa Pfanz.
Men prästerna var inte helt utan fara. Koldioxidkoncentrationerna var långt över 60 procent till 80 procent vid både Apollo-templet och Plutonium, och människor kan bli yr i CO2-koncentrationer mellan 5 och 8 procent, sade Pfanz. Vid högre koncentrationer kan människor kvävas, sade han.
Publikmedlemmarna var dock troligt säkra. CO2-sjön blev aldrig högre än 1,5 meter. Dessutom är CO2 tyngre än luft, så det stannade längst ner i grottan.
"Från sättraderna (för hundratals pilgrimer) kunde man se saker och ting hända nere på arenan utan att äventyras," sade Pfanz. "Pilgrimerna kastade små fåglar i gassjön och såg hur de dog."
