Ga buiten staan ​​en kijk onder je voeten. Daar, misschien onder wat gras, is de bodem. Op een droge dag, alle ruimtes in de bodem zijn gevuld met lucht. En een eindje verderop, die ruimtes zijn volledig water. Dus wat zit er tussenin?

Dat is de capillaire rand. En het is misschien wel het belangrijkste - en meest mysterieuze - waar je nog nooit van hebt gehoord.

Als een papieren handdoek die water van een oppervlak opzuigt, water stijgt boven zijn natuurlijke niveau in de bodem door capillaire werking. Veel chemische en microbiële activiteit in de bodem varieert op basis van hoeveel water of lucht er in de buurt is. Dus, de capillaire rand regelt veel belangrijke functies in de bodem.

"Belangrijke processen zoals afbraak van verontreinigingen en koolstofopslag zijn afhankelijk van de hoeveelheid water en zuurstof die beschikbaar is, " zegt Jaclyn Fiola, nu een afgestudeerde student aan Virginia Tech. "Als we de omstandigheden in de capillaire rand begrijpen, kunnen we voorspellen waar bepaalde bodemprocessen zullen plaatsvinden."

Fiola en haar team wilden deze vreemde regio beter begrijpen. Maar dat is geen gemakkelijke opgave. Met de hele rand ondergronds, het is onzichtbaar. En zelfs wetenschappers vinden het moeilijk om het eens te worden over waar de rand begint en eindigt. Dat is waar laboratoriumexperimenten van pas komen.

Het team verzamelde twee soorten grond, een zanderige en een leemachtige. De wetenschappers verpakten deze grond in emmers van vijf gallon met gaten in de buurt van de bodem om water binnen te laten.

Om de belangrijkste gebeurtenissen in de capillaire rand te volgen, Fiola koos voor slim eenvoudige systemen. Om te onderzoeken hoeveel zuurstof er in de bodem zat, de onderzoekers schilderden PVC-buizen met in roest ingebedde verf. Ze hebben deze buizen in de grond gestoken.

Overal waar niet genoeg zuurstof was, microben zouden in plaats daarvan roest "ademen". Dat zou de roest veranderen in een andere vorm van ijzer, die wegspoelt. Door te meten hoeveel roest er nog over was, het team kon een glimp onder de grond opvangen.

De onderzoekers waren verrast toen ze ontdekten dat het water in beide grondsoorten over de hele hoogte van de emmers steeg. Dat betekent dat de capillaire rand tenminste 9 inch verlengd is, meer dan ze hadden verwacht.

Ze waren ook verrast dat de PVC-buizen ver boven de grondwaterspiegel hun roest hadden verloren. "Dit betekent dat de grond in de capillaire rand, ten minste 2 inch boven de grondwaterspiegel, zich gedraagt ​​​​als grond in de grondwaterspiegel, ook al is deze niet volledig verzadigd, ' zegt Fiola.

"Op basis van de bevindingen de grond direct boven de grondwaterspiegel gedraagt ​​zich veel als de verzadigde grond binnen de grondwaterspiegel, ' zegt Fiola.

Wetlands worden door de overheid gedefinieerd als bodems die dicht bij het oppervlak verzadigd zijn. Maar als bodems zich gedragen alsof ze verzadigd zijn, zelfs boven de grondwaterspiegel, dat betekent dat meer gebieden als wetlands kunnen fungeren en bescherming verdienen.

Wetenschappers wilden ook beter begrijpen hoe water en lucht in de capillaire rand andere bodemprocessen kunnen beïnvloeden. Om de ontbinding te volgen, ze staken houten stokken in de grond. Onderzoekers ontdekten dat microben die de houten stokken aten kieskeurig waren.

"Onze resultaten suggereren dat de microben die de ontbinding uitvoeren, ideale omstandigheden nodig hebben - niet te nat en niet te droog, " zegt Fiola. Het hout werd het meest weggevreten in het midden van de emmers waar het vochtig was.

"De capillaire rand is veel te ingewikkeld om te definiëren op basis van één enkele meting, " zegt Fiola. Hoewel haar team veel verschillende aspecten van de rand heeft gemeten, die metingen kwamen niet altijd met elkaar overeen.

Bodems zijn complex, vooral buiten het laboratorium. Dus nu zijn de onderzoekers van plan om de capillaire rand in meer realistische omstandigheden en in het veld te bestuderen.

Dat toekomstige werk zou ons misschien een beter begrip van - en waardering voor - de vage, complex, en vitale tussenruimtes onder onze voeten.