In einer Zeit, in der viel von einer „Mutter aller Bomben“ und der Möglichkeit eines Konflikts mit Atomwaffen die Rede ist, kann eine Landmine ein Artefakt vergangener Konflikte sein, eine Waffe, die wenig mit Massenvernichtung zu tun hat.
Und doch verursacht das prosaische Gerät weiterhin seine eigene Form des Terrors auf der ganzen Welt, manchmal lange nach dem Ende der Kriege. Im Jahr 2015 stieg die Zahl der Menschen, die durch Landminen und andere explosive Überreste des Krieges getötet oder verstümmelt wurden, laut dem Landmine Monitor 2016 um 75 Prozent auf 6.461. Der große Sprung hing hauptsächlich mit Konflikten in Afghanistan, Syrien, Libyen, der Ukraine und im Jemen zusammen.
Fast 80 Prozent der Opfer waren Zivilisten, und fast 40 Prozent waren Kinder.
Seit dem Inkrafttreten eines internationalen Minenverbotsvertrags im Jahr 1999 wurden zig Millionen Antipersonenminen zerstört. Fast 110 Millionen Menschen sind jedoch noch in Feldern und Wäldern begraben, berichtet der Landmine Monitor. Er schätzt, dass die Kosten für die Beseitigung einer Mine - die möglicherweise nur 3 US-Dollar gekostet hat - bis zu 1.000 US-Dollar betragen könnten.
Wenn sich Minen bewegen
So kostspielig und methodisch das Gewinnen von Minen ist, so schwierig ist es, sie zu finden. Die zuverlässige Technologie hat sich nur langsam über den herkömmlichen Metalldetektor hinaus entwickelt, und an einigen Stellen sind Riesenratten immer noch die Erkennungsmethode der Wahl.
Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum und der Technischen Universität Ilmenau machen Fortschritte bei der Entwicklung einer bodendurchdringenden Radartechnologie mit dem Ziel, diese eines Tages über ein Handheld-Gerät umzusetzen. Der Bau eines Prototyps kann jedoch mehrere Jahre dauern.
In Israel haben Wissenschaftler der Hebräischen Universität von Jerusalem einen ganz anderen Ansatz gewählt: Sie verlassen sich bei ihrer Arbeit auf gentechnisch veränderte Bakterien. In einer kürzlich in Nature Biotechnology veröffentlichten Studie berichteten die Forscher, dass sie in der Lage waren, Mikroben zu erzeugen, die fluoreszierende Moleküle produzieren, wenn sie mit Dämpfen in Berührung kommen, die aus der explosiven Komponente in Minen austreten.
Zusammen mit Nährstoffen und Wasser wurden die gentechnisch hergestellten E. coli-Bakterien in Polymerkügelchen mit einem Durchmesser von nur drei Millimetern eingeschlossen. Die Perlen wurden über ein Testfeld verteilt, auf dem Sprengstoffe vergraben waren. Dann, 24 Stunden später, konnten die Wissenschaftler mithilfe eines Laserscannersystems die Minen anhand der Stelle lokalisieren, an der der Boden glühte.
„Wenn Sie wissen, wo sich eine Mine befindet, ist es nicht so schwierig, sie zu neutralisieren“, sagt Aharon Agranat, der das Design und den Bau des Fernabtastsystems beaufsichtigt hat. „Das Problem ist zu wissen, wo es ist. Dinge wie Wetterbedingungen und Schlammlawinen können dazu führen, dass sich Minen im Laufe der Jahre bewegen. Sie sind nicht immer an dem Ort, an dem sie zuerst begraben wurden. “
Diese leuchtenden Mikrobenperlen zeigen das von den Bakterien erzeugte Fluoreszenzsignal. (Hebräische Universität) Agranat, ein angewandter Physiker, arbeitete in seiner Beschreibung als "Inbegriff multidisziplinärer Forschung" eng mit Shimshon Belkin, einem Mikrobiologen, der die bakteriellen Sensoren entwickelte, und Amos Nussinovitch, einem Biochemiker, der die Mikroben in den Polymerkügelchen eingekapselt hatte, zusammen. Sie füllten ungefähr 100.000 Dampfdetektionszellen in jede Perle. Der Laser im Detektionssystem von Agranat konnte den Sprengstoff lokalisieren, während er auf einem Karren in einer Entfernung von etwa 20 Fuß montiert war.
„Der Vorteil der Fluoreszenz besteht darin, dass der Laser nur dieses Licht erfassen kann“, erklärt er, „und kein Licht, das vom Boden, vom Mond oder von Lichtern in der Nähe reflektiert wird. Dieses Licht reagiert nicht auf unseren Laserstrahl. So können wir im Freien arbeiten. Dies hat sich als sehr effektiv erwiesen. “
Herausforderungen annehmen
Agranat räumt ein, dass sich ihre Forschung an diesem Punkt im Proof-of-Concept-Stadium befindet. Sie haben gezeigt, dass ihr Prozess funktionieren kann, aber beide erkennen an, dass noch einige Herausforderungen zu bewältigen sind, bevor er umfassend eingesetzt werden kann.
Belkin sagt, sie müssen die Sensorbakterien noch empfindlicher und stabiler machen und die Scangeschwindigkeit erhöhen, um mit großen Gebieten mit Landminen fertig zu werden.
„Es gibt viele Annahmen, die für den Erfolg dieser Methodik von Bedeutung sind“, stellt Agranat fest. "Ist es für den Anfang eine Voraussetzung, dass die von der Mine freigesetzten Dämpfe die Oberfläche erreichen, oder dass genug Dämpfe die Oberfläche erreichen, dass sie erkannt werden kann?"
Es gibt noch andere Fragen. „Wir müssen wissen, was in verschiedenen Minenfeldern passiert“, sagt Agranat. „Die Art und Weise, wie sie im Boden sind, variiert von Ort zu Ort, die klimatischen Bedingungen sind unterschiedlich, die Art des Bodens ist unterschiedlich, die Art der Minen ist unterschiedlich.
"Was jetzt getan werden muss, ist zu sehen, wie effektiv dies in all diesen unterschiedlichen Situationen sein wird."
Dies ist das laserbasierte Scan-System, mit dem vergrabene Landminen lokalisiert werden. (Hebräische Universität) Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Größe des Scangeräts so zu verkleinern, dass es von einem leichten unbemannten Flugzeug oder einer Drohne getragen werden kann und größere Bereiche überwacht werden können.
Aber sie machen weiterhin Fortschritte. Jetzt, so heißt es, können sie Sprengstoffe nur drei Stunden nach dem Ausbreiten der mit Bakterien gefüllten Perlen auf einem Feld erkennen. Sie programmieren die Bakterien auch auf eine begrenzte Lebensdauer, um Bedenken hinsichtlich der Einführung gentechnisch veränderter Mikroben in die Umwelt auszuräumen.
Es muss sicherlich mehr Forschung betrieben werden, aber Agranat ist von den bisherigen Ergebnissen ermutigt.
"Soweit ich weiß, ist dies der erste Fall einer Fernerkundung von vergrabenen Landminen", sagt er. „Die meisten Fragen beziehen sich auf Dinge wie Kosteneffizienz. Aber es gibt keinen Showstopper, auf den wir hinweisen können. “
