https://frosthead.com

Jak zářící půda může pomoci najít půdní doly

V době, kdy se hodně mluví o „Matce všech bomb“ a možnosti střetu s jadernými zbraněmi, se může pozemní důl zdát artefaktem minulých konfliktů, zbraní, která má jen málo společného s hromadným ničením.

A přesto prozaické zařízení stále vyvolává po celém světě svou vlastní formu teroru, někdy i dlouho po skončení válek. V roce 2015 počet lidí zabitých nebo zmrzačených pozemními minami a dalšími výbušnými zbytky války vzrostl na 6 461, což představuje nárůst o 75 procent. Velký skok byl do značné míry spojen s konflikty v Afghánistánu, Sýrii, Libyi, Ukrajině a Jemenu.

Téměř 80 procent obětí byly civilisté a téměř 40 procent byly děti.

Od vstupu mezinárodní smlouvy o zákazu min v roce 1999 byly zničeny desítky milionů protipěchotních min. Ale téměř 110 milionů zůstává pohřben v polích a lesích, hlásí Landmine Monitor, který také odhaduje, že náklady na odstranění dolu - které by mohlo stát jen 3 $ - by mohly být až 1 000 USD.

Když se doly pohybují

Jak nákladný a metodický proces, jako je těžba dolů, je ještě obtížnější je najít. Spolehlivá technologie se pomalu vyvíjí za běžný detektor kovů a na některých místech jsou obří krysy stále volbou metody detekce.

Inženýři Německé Ruhr-Universität Bochum a Technické univerzity v Ilmenau dosahují pokroku ve vývoji pozemní radarové technologie s cílem jednoho dne jej implementovat pomocí ručního zařízení. Stavba prototypu však může trvat i několik let.

V Izraeli vědci na hebrejské univerzitě v Jeruzalémě zvolili velmi odlišný přístup - spoléhají se na geneticky upravené bakterie. Ve studii nedávno publikované v Nature Biotechnology tým vědců uvedl, že byli schopni vytvořit mikroby, které produkují fluorescenční molekuly, když přicházejí do styku s páry, které unikají z výbušné složky v dolech.

Spolu se živinami a vodou byly bakterie E. coli vytvořené pomocí genetického inženýrství zapouzdřeny v polymerních kuličkách o průměru jen 3 milimetry. Korálky byly rozptýleny po testovacím poli, kde byly pohřbeny výbušniny. O 24 hodin později byli vědci pomocí laserového skenovacího systému schopni najít doly na základě toho, kde půda záříla.

"Jakmile víte, kde je důl, není tak těžké jej neutralizovat, " říká Aharon Agranat, který dohlížel na návrh a konstrukci systému vzdáleného skenování. "Problém je vědět, kde to je." Věci, jako jsou povětrnostní podmínky a sesuvy půdy, mohou způsobit, že se doly v průběhu let budou pohybovat. Ne vždy jsou na stejném místě, kde byli poprvé pohřbeni. “

světelný mikrobiální beads.jpg Tyto světelné mikrobiální kuličky demonstrují fluorescenční signál produkovaný bakteriemi. (Hebrejská univerzita)

V tom, co popisuje jako „kvintesenční multidisciplinární výzkum, “ Agranat, aplikovaný fyzik, úzce spolupracoval s Shimshonem Belkinem, mikrobiologem, který vytvořil bakteriální senzory, as Amosem Nussinovitchem, biochemikem, který zapouzdřil mikroby do polymerních kuliček. Naložili asi 100 000 buněk detekujících páry do každé kuličky. Laser v detekčním systému Agranat dokázal najít výbušniny, když byl namontován na vozíku vzdáleném asi 70 stop.

„Výhoda fluorescence spočívá v tom, že laser může detekovat pouze to světlo, “ vysvětluje, „a žádné světlo se neodráží od země nebo od měsíce nebo od okolních světel. Toto světlo nereaguje na náš laserový paprsek. Můžeme tedy pracovat venku. Ukázalo se, že je to velmi efektivní. “

Přijímání výzev

Jejich výzkum v tomto bodě, Agranat připouští, je ve fázi dokazování koncepce. Ukázali, že jejich proces může fungovat, ale oba uznávají, že existují výzvy, které musí ještě překonat, než bude možné je široce využít.

Belkin říká, že musí učinit bakterie senzorů ještě citlivějšími a stabilnějšími a je třeba zvýšit rychlost skenování, aby se vypořádaly s velkými oblastmi, které obsahují pozemní miny.

"Existuje mnoho předpokladů, které se podílejí na úspěchu této metodologie, " poznamenává Agranat. "Pro začátek je to dané tím, že páry uvolněné důlem se dostanou na povrch, nebo že dost toho dosáhne na povrch, který může být detekován?"

Existují další otázky. "Potřebujeme vědět, co se děje na různých minových polích, " říká Agranat. "Způsob, jakým jsou v zemi, se liší od místa k místu, klimatické podmínky jsou různé, typ půdy je jiný, typ dolů je jiný."

"Nyní je potřeba zjistit, jak efektivní to bude ve všech těchto různých situacích."

laser-scan-system.jpg Jedná se o laserový skenovací systém používaný k vyhledání zakopaných pozemních dolů. (Hebrejská univerzita)

Další výzvou je být schopen zmenšit velikost skenovacího zařízení tak, aby jej mohlo nést lehké bezpilotní letadlo nebo dron, což umožní sledovat větší oblasti.

Ale i nadále dosahují pokroku. Nyní říkají, že mohou detekovat výbušniny pouze tři hodiny poté, co se kuličky naplněné bakteriemi rozloží na pole. Programují také bakterie s omezenou životností, aby zmírnily jakékoli obavy týkající se zavedení geneticky modifikovaných mikrobů do životního prostředí.

Určitě je třeba provést další výzkum, ale výsledky Agranat jsou zatím povzbuzovány.

"Pokud vím, jedná se o první případ dálkového průzkumu pohřbených pozemních dolů, " říká. "Většina otázek se týká věcí, jako je efektivita nákladů." Ale nemůžeme poukazovat na showstopper. “

Jak zářící půda může pomoci najít půdní doly