Finns på omslaget till Soil Science Society of America Journal , forskare vid University of Maryland (UMD) och spanska nationella forskningsrådet samarbetade för att skapa en ny kamera som möjliggör avbildning av våtmarksjordaktivitet i realtid. Denna kamera ger den klassiska IRIS -tekniken (indikator på minskning av jord) en stor uppgradering. IRIS används universellt av forskare och markbedömare för att avgöra om jordar beter sig som våtmarker och bör därför klassificeras som sådana.

Dock, innan denna nya kamera, markbedömare kunde inte kvantifiera graden av järnreduktion i mättade våtmarker, och forskare hade inget sätt att visualisera processen i realtid. Denna teknik öppnar nya forskningsvägar inom markvetenskap, och ger en övertygande topp om hur biokemiskt aktiva våtmarker egentligen är.

"Intresset för den här artikeln har varit fantastiskt, även om det inte var inledningsvis varför jag skapade kameran, säger Brian Scott, doktorand i miljövetenskap och teknik vid UMD. "Papperet visar att den här kameran verkligen fungerar, men det som intresserade människor var realtidsavbildning och hastigheter på järnreduktion i våtmarker. Men om jag ska vara ärlig, den verkliga anledningen till att jag gjorde det var inte av det praktiska skälet att beräkna räntor. Det handlade mer om att försöka utforska sätt att visualisera vad som händer i miljön. Jag studerar jord, och allt är under jorden. Så jag utvecklade denna metod för att titta på vad som faktiskt händer under ytan, vilket är riktigt spännande för mig. "

"Det finns tre stora parametrar som behövs för att klassificera ett område som våtmark:hydrologi eller vatten, växtsamhället, och jordens egenskaper, "tillägger Martin Rabenhorst, uppskattad markforskare, professor i miljövetenskap och teknik vid UMD, och medförfattare till detta dokument. "Dessa är alla kritiska eftersom våtmarker är mycket reglerade och skyddade ekosystem. Marken är kanske den mest komplicerade pusselbiten eftersom du måste bekräfta att vissa biogeokemiska processer faktiskt sker under marken där de inte lätt syns."

Rabenhorst själv är en uppfinnare av en grönare metod för IRIS, en teknik som används för att mäta mängden järnreduktion i jord. Tekniken använder järnoxidbeläggningar på plaströr eller filmer som skjuts in i jorden och lämnas i 30 dagar så att jorden kan reagera med färgen. När dessa reaktioner inträffar, färgen är delvis upplöst från röret. Om 30 procent eller mer av färgen avlägsnas, jorden beter sig som typisk våtmarksjord.

"Detta beror verkligen på biokemien hos mikroorganismer i jorden, "förklarar Scott." Organismerna jag studerar andas järn på samma sätt som vi andas syre. Dessa mikroorganismer är anaeroba eftersom de trivs i miljöer utan syre och behöver järnet för att andas. Syre är giftigt för dem, så de lever i våtmarker där jorden ofta är mättad med vatten och mindre syrerik. Dessa organismer är så utbredda i våtmarker att de är grunden för våra tester för att se om en mark är hydrisk. IRIS -tester har därför blivit en kontaktpunkt för biogeokemister som studerar våtmarker. "

Även om denna teknik har potential att leda forskare ner på alla möjliga nya forskningsvägar, det är oklart om det kan leda till förbättringar på vägen för den typiska markbedömaren med klassisk IRIS -teknik.

Men som Scott beskriver det, de verkliga resultaten av papperet kommer i metoderna som används för att skapa denna kamera, som han säger är nu reproducerbar av någon för cirka $ 100. Han konverterade en boreskopkamera som används av rörmokare och andra branschproffs för att avbilda rör, och kopplade det till ett trådlöst system som skickar information i realtid med bara en liten solpanel för att se vad som händer 24-7. "Några av de saker som är de viktigaste för detta dokument var egentligen inte resultaten; det var utvecklingsprocessen som öppnar nya applikationer och forskningsvägar som är riktigt spännande, säger Scott.

Idén kom till Scott medan han volontärarbetade i Osvaldo Salas laboratorium vid Arizona State University med en maskin som kallas en mini -rhizotron som används för att räkna trädrötter med en kamera genom ett ihåligt rör i marken. Scott tänkte, "Om vi ​​kan ta bilder av rötter, vi borde kunna ta bilder av andra saker under jorden. "Så småningom, när Scott kom till Maryland för att fortsätta sin doktorsexamen. och började arbeta med Rabenhorst, allt föll på plats. Processen, dock, var inte utan sina utmaningar.

"När någon har gått igenom hela den här långa processen för hur man får något att fungera, då kan vi enkelt göra det igen och igen, men det tar lång tid att ta reda på det, "säger Scott." Det tog lång tid att komma på hur den här kameran skulle fungera, och jag stötte på avspärrningar där jag nästan slutade om det inte var för andras input och idéer. "

Scott ropar särskilt några personer längs vägen som hjälpte till att hålla denna process i rörelse. En grundassistent, Kristin Webb, hjälpte till att skissa ut de första designerna för kameran. En annan kandidatexamen i miljövetenskap och teknik och nyutexaminerad, William Jacob Mast, hjälpte till att designa och skriva ut kameraskalet med en 3D-skrivare. Och spanska medarbetare vid spanska nationella forskningsrådet hade en liknande idé samtidigt och hjälpte till att hitta sätt att konvertera videobilderna till platta bilder som kan analyseras.

Scott betonar vikten av kollaborativ vetenskap under hela denna process, och vill göra denna teknik tillgänglig för andra så att den kan främja vetenskap och i slutändan miljöhälsa. "Jag är inte intresserad av att patentera just denna teknik eftersom jag vill att vetenskapen ska gynna alla, "förklarar Scott." Det handlar inte om pengar med det här, det handlar om miljöpåverkan. Jag spenderade faktiskt mina egna pengar för att se till att detta kunde byggas upp tillsammans med avdelningens stöd, och jag tror att om det fungerar, och om det hjälper en annan forskare att göra en ännu större upptäckt, då är det värt det. Det handlar om att hjälpa världen vi lever i. "

Scott är glad över att kunna bidra till markvetenskap och fokusera på restaurering av kritiska ekosystem som våtmarker. "Jag var miljöingenjör i flera år, så jag har ett intresse av att ta hand om miljön, och mycket av vad miljöingenjörer gör är att städa upp röra, "säger Scott." Allt jag gör nu är relaterat till återhämtning och återställning av ekosystem. Jag städade röra, men det är ett annat djur att faktiskt ta ekosystem tillbaka till sin tidigare ära och återställa deras ekologiska funktion. "

Detta papper, med titeln "Makro- och mikroskopiska verktyg för visuell bildbehandling för att undersöka metallreducerande bakterier i jordar, "publiceras i Soil Science Society of America Journal .