Die 17-jährige High-School-Schülerin Julia Kagiliery hat schon jetzt Beeindruckendes geleistet: Sie führt nicht nur orginale und innovative wissenschaftliche Untersuchungen durch, die Ergebnisses ihrer Arbeit wurden auch in dem renommierten International Journal of Coal Geology veröffentlicht. Damit ist sie eine der jüngsten wissenschaftlichen Autorinnen überhaupt. Wir haben Julia getroffen, um mehr über ihre Untersuchungen zu erfahren und wie diese sie von ihrem Zuhause in Florida den Kohlebergwerken in North Dakota führten.
Ihre Geschichte begann vor ungefähr anderthalb Jahren, als sie an ihrer Schule in Jacksonville (Florida) das Zusatzfach „Wissenschaftliches Arbeiten“ belegte. Jeder Schüler entscheidet sich für ein allgemeines Thema und führt darüber eine Literaturrecherche durch. Dann entwirft er ein eigenes Experiment und präsentiert dies auf örtlichen Wissenschaftsveranstaltungen ähnlich wie bei Jugend forscht.
Julia hatte sich für die Phytosanierung (Sanierung kontaminierter Böden mittels Pflanzen) von Böden entschieden, die durch Motorenöl kontaminiert sind. Zunächst führte sie ein selbst entwickeltes Experiment durch. Dafür baute sie ein Gewächshaus in ihrem Garten und pflanzte dort 50 Pflanzen, die typisch für Küsten und Strände im Südosten der USA sind, um so die Ölpest von Deepwater Horizon nachzubilden. Sie wässerte die Pflanzen mit ölhaltigem Wasser, um zu prüfen, ob Unterschiede in den Böden mit diesen Pflanzen festzustellen waren. Genauer gesagt wollte sie sehen, ob ausgewachsene Pflanzen weiterwachsen würden. Sie wusste, dass schnell wachsende Bäume Blei absorbieren. Daraus schloss sie, dass diese Pflanzen möglicherweise Giftstoffe aus dem Boden absorbieren.
Zusammenarbeit mit Gleichgesinnten
Während ihrer Literaturrecherche wurde sie auf einige Autoren aufmerksam, die zu diesem Thema Artikel geschrieben hatten. Sie wandte sich per E-Mail an diese Personen, erhielt jedoch nur ein paar kurze Antworten. Dann las sie eine Studie von Dr. David Weindorf über die Untersuchung von mit Rohöl verunreinigten Böden nach der Ölpest von Deepwater Horizon. Dr. Weindorf ist der stellv. Vizepräsident des Office of Research & Innovation und ordentlicher Professor für Bodenkunde der Fakutält für Pflanzen- und Bodenkunde an der Texas Tech University. Er leitet die industrielle Forschung unter Verwendung von Röntgenfluoreszenzspektroskopie (RFA) und einer Technologie unter Verwendung von Licht im sichtbaren bis zum Nahinfrarotbereich (VIS-NIR) zur Bodenquantifizierung und -analyse. Dr. Weindorf war sofort bereit, sich mit Julia auszutauschen und ihre Fragen zum Projektentwurf zu beantworten.
Er beschreibt die Zusammenarbeit mit Julia so: „Als Bodenkundler finde ich es großartig, dass so viele talentierte Frauen diesen Beruf in den letzten Jahren für sich entdeckt haben. Ich hatte bereits das große Glück, dass einige herausragende weibliche Studierende die Ausbildung bei uns erfolgreich abgeschlossen haben. Sie haben hervorragende wissenschaftliche Arbeit geleistet und sich stark dafür eingesetzt, dass mehr Frauen in MINT-Bereichen arbeiten. Professoren sind immer auf der Suche nach Studierenden mit echter wissenschaftlicher Neugier und einem Drang, ihre Ideen zu genauer zu untersuchen. Diese Studenten gehen diesen Fragen nicht einfach nur nach, weil sie eine gute Note erhalten wollen oder dazu angewiesen werden, sondern weil sie von dem Wunsch beseelt sind, Antworten auf wichtige Fragen des Lebens zu erhalten. Julia Kagiliery ist genau dieser Typ: durchdrungen von intellektueller Neugier.“
Dank des Kontakts mit Dr. Weindorf wurde Julia an die Texas Tech University eingeladen, um mit Infrarotspektroskopie zu arbeiten. Auch wenn das Projekt schon weit vorangeschritten war, führte sie dieses wissenschaftliche Experiment aus ihrem Garten zu den Wissenschaftsveranstaltungen auf Regional- und Bundesstaatebene.
Und weiter geht's zu den Kohlebergwerken in North Dakota
Aufgrund ihrer natürlichen wissenschaftlichen Neugier sprach Julia mit Dr. Weindorf über weitere eine Zusammenarbeit an diesem Projekt. Dabei wurden auch mögliche Anwendungen zur Quantifizierung und Analyse unter Verwendung des portablen RFA-Analysators und Licht vom sichtbaren bis zum Nahinfrarotbereich diskutiert. Kohle war einer der Stoffe, die noch nicht mit diesen Techniken untersucht worden waren, obwohl dies ein natürlicher nächster Schritt nach Bodenproben wäre.
Dr. Weindorf wandte sich an seine Kontakte und Julia begann eine Literaturrecherche für das nächste Experiment. Sechs Monate später befanden sie sich in einem Bergwerk in North Dakota.
Julia und Dr. Weindorf entnahmen Stichproben in vier verschiedenen Kohlebergwerken in der Umgebung von Bismarck (North Dakota) und führten gleichzeitig vorläufige Röntgenfluoreszenzanalysen durch.Bildquelle: David C. Weindorf.
Die Proben wurden in Dr. Eric Breviks Labor an der Dickinson State University in North Dakota getrocknet, zerkleinert und aufbereitet. Dann wurden die Proben zur Elementanalyse in das Labor von Dr. Nic Jelinski an der University of Minnesota geschickt. Bildquelle: David C. Weindorf.
Zurück im Labor der Texas Tech University, wo die „Schmutzarbeit“ beginnt
Julia flog dann nach Lubbock (Texas) zurück und arbeitete in Dr. Weindorfs Labor an der Texas Tech University, um alle 249 Proben mittels Röntgenspektroskopie mit einem Vanta RFA-Handanalysator, einem optischen NixPro Sensor und diffuser Reflexionsspektrometrie mit Licht im sichtbaren bis Nahinfrarotbereich (VisNIR DRS) zu analysieren. Zusammen mit der Labortechnikerin Cynthia Jordan konnte sie 249 Proben an zwei Tagen analysieren.
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An den Abenden standen Literaturrecherchen und Datenaufbereitung auf dem Programm. Dann arbeitete mit dem Statistiker und Bodenkundler Dr. Somsubhra Chakraborty an der Analyse der Daten und der Entwicklung von Prognosemodellen. Dr. Chakraborty ist Dozent am Indian Institute of Technology in Kharagpur, Indien.Bildquelle: David C. Weindorf.
Unter Anleitung von Dr. Chakraborty begann Julia im Labor von Dr. Weindorf mit der Ausarbeitung deskriptiven Statistiken und der Datenmodellierung. Während dieses Forschungsprozesses verfassten sie in enger Zusammenarbeit den Artikel. Julia meinte, dass dies ein großartiger Lernprozess für sie gewesen sei und dass sie es ohne Dr. Weindorf niemals geschafft hätte. Er wäre wirklich sehr hilfsbereit gewesen.Bildquelle: David C. Weindorf.
Eine unvergesslicher 17. Geburtstag
An ihrem 17. Geburtstag erhielt Julia einen Anruf von Dr. Weindorf, der ihr die Nachricht überbrachte, dass ihr gemeinsamer Artikel vom International Journal of Coal Geology angenommen worden war. Diese Nachricht, also die Annahme des Artikels von einer so renommierten Fachzeitschrift, war die beste Überraschung, quasi das Sahnehäubchen, so Julia.
Mit der Veröffentlichung des Artikels ist viel in Julias Leben passiert. Sie ist eine der jüngsten Autoren, die die Fachzeitschrift je hatte, und die erste Schülerin an ihrer Schule überhaupt, die einen wissenschaftlichen Artikel veröffentlicht hat. Anfang 2020 flog sie nach Austin (Texas), um ihr Projekt bei einem RFA-Symposium von Olympus vorzustellen. Sie sagte, dass dies eine unbeschreibliche Erfahrung war und sie jederzeit wieder teilnehmen würde. All das war ein aufregender Prozess und Julia kann es kaum abwarten, das nächste Projekt zu beginnen.
Julias Leidenschaft für die Wissenschaft
Auf die Frage nach ihrem Interesse an Naturwissenschaften antwortete Julia, dass sie seit der 5. oder 6. Klasse gewusste hätte, dass sie diesen Karriereweg einschlagen wollte. Sie nahm an einer MINT-Konferenz nur für Mädchen teil und träumte davon, Maschinenbauingenieurin zu werden und Achterbahnen zu entwerfen. Das wissenschaftliche Gen liegt in ihrer Familie, denn schon ihre Großeltern studierten Analysetechnik. Doch ihre größte Inspiration seien großartige Menschen wie Dr. Weindorf, so Julia.
Julia sagte, dass sie besonders dankbar für die Unterstützung von Dr. Weindorf, ihren Eltern und ihren Lehrern sei, denn ohne deren Unterstützung und Hilfe wäre ihr der Erfolg verwehrt geblieben. Niemand hätte an ihre gezweifelt, als sie diese Studie durchführen wollte.
Sie hat einige wichtige Ratschläge für junge Frauen, die sich für MINT-Fächer interessieren: „Deine Meinung und deine Überlegungen sind wichtig. Deine Forschungsarbeiten sind von Belang. Du verdienst es, gehört zu werden. Dein Prozess und deine Gedanken sind es, auf die es ankommt. Was zählt ist, dass du als Wissenschaftlerin tätig bist.“ Sieht man sich einer Herausforderung gegenüber, gilt es, sich anzupassen, innovativ zu denken und sich darauf einzulassen, so Julia.
Alles deutet auf eine erfolgreiche Zukunft im MINT-Bereich hin
Bildquelle: Anna Kagiliery. | Auf die Frage, was er von Julias Leistungen hält, sagt Dr. Weindorf, dass er ihre enorme Leistung nicht oft genug betonen könne. „Mit 16 Jahren habe ich Rasen gemäht und mich auf die nächste Prüfung an der High School vorbereitet. Sie hat im selben Alter ihren ersten Artikel in einer international anerkannten Fachzeitschrift veröffentlicht. Was mich am meisten an der Zusammenarbeit mit ihr inspiriert hat, ist ihr unersättlicher Wissensdrang. Sie führte ein fantastisches innovatives Experiment durch und lernte dabei gleichzeitig, wie man ein belastbares Experiment entwickelt, einen Großversuch am besten durchführt, mit anderen Wissenschaftlern zusammenarbeitet, statistische Analysen durchführt, einen wissenschaftlichen Artikel schreibt, Peer-Reviews für die Veröffentlichungen handhabt und vieles mehr. Als nächstes wird Julia ihr Projekt auf einem wissenschaftlichen Forschungssymposium im Januar vorstellen. Ich bin mir sicher, dass sie eine brillante wissenschaftliche Karriere vor sich hat. Ich bin stolz darauf, sie als Kollegin zu wissen. Sie repräsentiert die nächste großartige Generation, die in den nächsten vielen Jahren wegweisend für die Wissenschaft in Amerika sein wird.“ |
Julias Artikel „Rapid quantification of lignite sulfur content: Combining optical and X-ray approaches“ wurde im November 2019 im International Journal of Coal Geology veröffentlicht. Olympus möchte Julia zu dieser beeindruckenden Leistung, gerade für eine High-School-Schülerin, von Herzen gratulieren. Damit ist sie nämlich auch eine Wegbereiterin für Frauen in MINT-Fächern.
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