https://frosthead.com

Kuinka hehkuva maaperä voi auttaa löytämään kaivoksia

Aikana, jolloin puhutaan paljon “Kaikkien pommien äidistä” ja mahdollisesta konfliktista, johon liittyy ydinaseita, maamiinat voivat tuntua menneiden konfliktien artefakttina, aseena, jolla on vähän tekemistä joukkotuhoon.

Ja silti, proosalainen laite indusoi edelleen omaa terrorinsa muotoa ympäri maailmaa, joskus kauan sodan päättymisen jälkeen. Vuonna 2015 maamiinien ja muiden sodan räjähtävien jäännösten tappamien tai huijaamien ihmisten määrä nousi 6461: een, mikä on 75 prosenttia enemmän kuin vuoden 2016 maamiinanvalvontayksikön mukaan. Suuri hyppy liittyi suurelta osin konflikteihin Afganistanissa, Syyriassa, Libyassa, Ukrainassa ja Jemenissä.

Lähes 80 prosenttia uhreista oli siviilejä ja lähes 40 prosenttia oli lapsia.

Kansainvälisen miinan kieltämissopimuksen voimaantulon jälkeen vuonna 1999 kymmeniä miljoonia jalkaväkimiinoja on tuhottu. Mutta melkein 110 miljoonaa on haudattu peltoihin ja metsiin, kertoo Landmine Monitor, joka arvioi myös miinojen poistamisen kustannukset, jotka saattavat maksaa vain 3 dollaria - voi olla jopa 1000 dollaria.

Kun miinat liikkuvat

Niinkin kallis ja menetelmällinen prosessi kuin miinojen louhinta, niiden löytäminen on vielä haastavampaa. Luotettava tekniikka on kehittynyt hitaasti tavanomaisen metallinpaljastimen ulkopuolelle, ja joissain paikoissa jättiläiset rotat ovat edelleen valittu havaintomenetelmä.

Saksalaisen Ruhr-Universität Bochumin ja Ilmenaun teknisen yliopiston insinöörit etenevät maata tunkeutuvan tutkatekniikan kehittämisessä tavoitteenaan, että se otetaan yhden päivän ajan käyttöön kämmenlaitteella. Prototyypin rakentaminen voi kuitenkin viedä useita vuosia.

Israelissa Jerusalemin heprealaisen yliopiston tutkijat ovat käyttäneet hyvin erilaista lähestymistapaa - he luottavat geeniteknisesti tuotettuihin bakteereihin suorittaakseen työn. Äskettäin Nature Biotechnology -julkaisussa julkaistussa tutkimuksessa tutkijaryhmä kertoi pystyvänsä luomaan mikrobia, joka tuottaa fluoresoivia molekyylejä joutuessaan kosketukseen höyryjen kanssa, jotka vuotavat miinojen räjähtävästä komponentista.

Ravinteiden ja veden ohella muokatut E. coli -bakteerit koteloitiin polymeerihelmiin, joiden halkaisija oli vain kolme millimetriä. Helmet hajallaan testikentän päälle, johon haudattiin räjähteitä. Sitten 24 tuntia myöhemmin tutkijat pystyivät paikantamaan kaivokset laserskannausjärjestelmää käyttämällä sen perusteella, missä maaperä hehkui.

"Kun tiedät miinan sijainnin, sen neutralointi ei ole niin vaikeaa", sanoo Aharon Agranat, joka valvoi etäskannausjärjestelmän suunnittelua ja rakentamista. ”Ongelmana on tietää missä se on. Sään ja olosuhteiden kaltaiset asiat voivat aiheuttaa miinojen liikkumisen vuosien varrella. He eivät ole aina samassa paikassa kuin mihin he ensin haudattiin. "

valoisat mikrobihelmet.jpg Nämä valoisat mikrobihelmet osoittavat bakteerien tuottaman fluoresoivan signaalin. (Heprealainen yliopisto)

Siinä, jota hän kuvaa "olennaisena monitieteisenä tutkimuksena", soveltuva fyysikko Agranat työskenteli läheisessä yhteistyössä bakteerianturien luomiseen perustetun mikrobiologin Shimshon Belkinin ja biokeemikon Amos Nussinovitchin kanssa, joka kapseloi mikrobit polymeerihelmiin. He latasivat noin 100 000 höyryä havaitsevaa solua jokaisen helmen sisään. Agranatin havaitsemisjärjestelmässä oleva laser pystyi paikantamaan räjähteet paikallaan korissa noin 70 metrin päässä.

"Fluoresenssin etuna on, että voimme saada laserin havaitsemaan vain kyseisen valon", hän selittää, "emmekä saa maahan, kuulta tai lähellä olevista valoista heijastuvaa valoa. Se valo ei reagoi lasersäteemme. Joten voimme työskennellä ulkona. Tämä osoittautui erittäin tehokkaaksi. ”

Haasteisiin vastaaminen

Agranat myöntää, että heidän tutkimuksensa tässä vaiheessa ovat konseptin todistusvaiheessa. He ovat osoittaneet, että prosessinsa voi toimia, mutta molemmat tunnustavat, että heidän on vielä ratkaistava haasteita, ennen kuin sitä voidaan käyttää laajasti.

Belkinin mukaan heidän on tehtävä sensoribakteereista vielä herkempiä ja vakaampia, ja heidän on lisättävä skannausnopeutta käsitelläkseen suuria maamiinat sisältäviä alueita.

"Tämän menetelmän onnistumiseen liittyy monia oletuksia", Agranat toteaa. "Ensinnäkin onko tiedossa, että kaivoksen vapauttamat höyryt saavuttavat pinnan tai riittävätkö ne pintaan, jotta ne voidaan havaita?"

On muitakin kysymyksiä. "Meidän on tiedettävä, mitä tapahtuu eri miinakenttillä", Agranat sanoo. ”Tapa, jolla he ovat maassa, vaihtelee paikasta toiseen, ilmasto-olosuhteet ovat erilaisia, maaperän tyyppi on erilainen, miinojen tyyppi on erilainen.

"Mitä nyt on tehtävä, on nähdä, kuinka tehokasta tämä tulee olemaan kaikissa niissä eri tilanteissa."

laser-skannaus-system.jpg Tätä laserpohjaista skannausjärjestelmää käytetään haudattujen maamiinien etsimiseen. (Heprealainen yliopisto)

Vielä yksi haaste on kyetä pienentämään skannauslaitteiden kokoa niin, että niitä voidaan kuljettaa kevyellä miehittämättömällä lentokoneella tai droonilla, jolloin voidaan tutkia suurempia alueita.

Mutta he etenevät edelleen. Nyt he sanovat voivansa havaita räjähteet vain kolme tuntia sen jälkeen, kun bakteereilla täytetyt helmet ovat levinneet kentälle. He myös ohjelmoivat bakteerien elinkaaren rajoitetusti helpottaakseen kaikkia ongelmia geneettisesti muokattujen mikrobien tuomisesta ympäristöön.

Totisesti on tehtävä enemmän tutkimusta, mutta tähänastiset tulokset rohkaisevat Agranatia.

"Minusta tiedän, että tämä on ensimmäinen tapa haudattujen maamiinien etäkartoitus", hän sanoo. ”Suurin osa kysymyksistä liittyy esimerkiksi kustannustehokkuuteen. Mutta ei ole showstopperia, johon voisimme osoittaa. ”

Kuinka hehkuva maaperä voi auttaa löytämään kaivoksia