https://frosthead.com

Kako žareča tla lahko pomagajo najti zemeljske mine

V času, ko se veliko govori o "materi vseh bomb" in možnosti konflikta, ki vključuje jedrsko orožje, se zdi kopenska mina artefakt preteklih spopadov, orožje, ki nima veliko zveze z množičnim uničenjem.

In vendar prozaična naprava še naprej sproži svojo lastno obliko groze po svetu, včasih še dolgo po vojnah. V letu 2015 se je število ljudi, ki so jih ubili ali ponesrečili z minami in drugimi eksplozivnimi ostanki vojne, povečalo na 6.461, kar je 75 odstotkov več, poroča leta 2016 Landmine Monitor. Velik skok je bil v veliki meri povezan s konflikti v Afganistanu, Siriji, Libiji, Ukrajini in Jemnu.

Skoraj 80 odstotkov žrtev je bilo civilistov, skoraj 40 odstotkov pa otrok.

Odkar je leta 1999 začela veljati mednarodna pogodba o prepovedi min, je bilo uničenih več deset milijonov protipehotnih min. Toda skoraj 110 milijonov ostaja pokopanih na njivah in gozdovih, poroča Landmine Monitor, ki prav tako ocenjuje, da bi odstranjevanje rudnika - enega, ki bi ga lahko stala 3 milijarde dolarjev - znašala celo 1000 dolarjev.

Ko se mine premaknejo

Tako drag in metodičen postopek, kot je pridobivanje min, je še težje najti te. Zanesljiva tehnologija se počasi razvija dlje od običajnega detektorja kovin, ponekod pa so velikanske podgane še vedno izbirni način odkrivanja.

Inženirji na nemški univerzi Ruhr-Universität Bochum in Tehnična univerza Ilmenau napredujejo pri razvoju radarske tehnologije, ki je prodrla v zemljo, cilj pa je, da jo en dan izvajajo prek ročne naprave. Izdelava prototipa pa bi lahko trajala več let.

V Izraelu so znanstveniki na hebrejski univerzi v Jeruzalemu sprejeli povsem drugačen pristop - za opravljanje dela se zanašajo na gensko inženirske bakterije. V nedavno objavljeni študiji Nature Biotechnology je skupina raziskovalcev poročala, da so lahko ustvarili mikrobe, ki proizvajajo fluorescenčne molekule, ko pridejo v stik s hlapi, ki v mine minevajo iz eksplozivne komponente.

Skupaj s hranljivimi snovmi in vodo so bile v polimerne kroglice premera le tri milimetre zajete bakterije E. coli. Kuglice so bile raztresene po testnem polju, kjer so pokopavali eksploziv. Nato so 24 ur pozneje s pomočjo laserskega skeniranja našli rudnike glede na to, kje so žarela tla.

"Ko veš, kje je rudnik, je ni tako težko nevtralizirati, " pravi Aharon Agranat, ki je nadzoroval načrtovanje in izdelavo sistema za daljinsko skeniranje. "Problem je vedeti, kje je. Takšne razmere, kot so vremenske razmere in blatniki, se lahko z leti premikajo mine. Niso vedno na istem mestu kot tam, kjer so bili prvič pokopani. "

svetlobne mikrobne kroglice.jpg Te svetlobne mikrobne kroglice prikazujejo fluorescenčni signal, ki ga proizvajajo bakterije. (Hebrejska univerza)

Agranat, uporabni fizik, je v tem, kar je opisal kot "bistvene multidisciplinarne raziskave", tesno sodeloval z mikrobiologom Shimshon Belkin, ki je ustvaril bakterijske senzorje, in Amosom Nussinovitchom, biokemičnikom, ki je mikrobe zapiral v polimerne kroglice. V vsako kroglico so naložili približno 100.000 celic za zaznavanje hlapov. Laser v Agranatovem sistemu zaznavanja je eksploziv lahko našel, medtem ko je bil nameščen na vozičku oddaljenem približno 70 čevljev.

"Prednost fluorescence je, da lahko laser zaznava samo to svetlobo, " pojasnjuje, "in ne svetlobe, ki se odbija od tal, lune ali luči v bližini. Ta svetloba se ne odziva na naš laserski žarek. Torej, lahko delamo na prostem. To se je izkazalo za zelo učinkovito. "

Ob izzivih

Agranat priznava, da so njihove raziskave na tej točki v fazi dokazila. Pokazali so, da njihov postopek lahko deluje, vendar obe priznavata, da še vedno obstajata izzivi, ki jih je treba prebroditi, preden ga bo mogoče široko uporabiti.

Belkin pravi, da morajo senzorske bakterije narediti še bolj občutljive in stabilne, zato je treba povečati hitrost skeniranja, da se spoprijemajo z velikimi območji, ki vsebujejo kopenske mine.

"Obstaja veliko domnev, ki sodelujejo pri uspehu te metodologije, " ugotavlja Agranat. "Za začetek ali je glede na to, da bodo hlapi, ki jih sprošča rudnik, dosegli površino ali da bo dovolj površin, da jih je mogoče zaznati?"

Obstajajo še druga vprašanja. "Vedeti moramo, kaj se dogaja na različnih minskih poljih, " pravi Agranat. "Način, kako so v tleh, se razlikuje od kraja do kraja, podnebne razmere so različne, vrsta tal je različna, vrsta min je drugačna.

"Kar je treba zdaj storiti, je videti, kako učinkovito bo to potekalo v vseh teh različnih situacijah."

lasersko skeniranje-sistem.jpg To je laserski sistem skeniranja, ki se uporablja za iskanje zakopanih zemeljskih min. (Hebrejska univerza)

Še en izziv je, da bi lahko zmanjšali velikost opreme za skeniranje, tako da bi jo lahko prevažali lahki brezpilotni zrakoplov ali brezpilotni letalnik, kar bi omogočilo pregled večjih površin.

Toda še naprej napredujejo. Zdaj pravijo, da lahko eksplozive odkrijejo šele tri ure po tem, ko so kroglice, napolnjene z bakterijami, razporejene po polju. Programirajo tudi bakterije z omejeno življenjsko dobo, da olajšajo pomisleke glede vnašanja gensko inženirskih mikrobov v okolje.

Vsekakor je treba narediti še več raziskav, vendar Agranat dosedanje rezultate spodbuja.

"Kolikor vem, je to prvi primer daljinskega zaznavanja zakopanih min, " pravi. "Večina vprašanj se nanaša na stvari, kot je stroškovna učinkovitost. Toda ni showstopperja, na katerega bi lahko opozorili. "

Kako žareča tla lahko pomagajo najti zemeljske mine