Prvi put otkriven teški kisik u mezosferi i nižoj termosferi Zemlje

Teški kisik zove se tako jer ima 10 neutrona, a ne normalnih osam kao kod glavnog (uobičajenog) kisika koji udišemo.

Teški kisik smatra se znakom biološke aktivnosti, uobičajene u nižim slojevima atmosfere.

Oba oblika su nusprodukti fotosinteze, no glavni kisik se troši disanjem živih bića više od njegovog teškog dvojnika, ostavljajući veću koncentraciju teškog kisika iza sebe.

Međutim, malo se zna o tome kako ovo obilje teškog kisika prodire s mjesta njegovog stvaranja blizu tla u viša područja atmosfere.

Sa svojom visokom spektralnom rezolucijom, instrument GREAT na NASA-inom stratosferskom opservatoriju za infracrvenu astronomiju (SOFIA) mjerio je omjer glavnog i teškog kisika u mezosferi i nižoj termosferi, što je prva spektroskopska detekcija teškog kisika izvan laboratorija.

"To je praćenje biološke aktivnosti – što je već dokazano", rekao je dr. Helmut Wiesemeyer, znanstvenik na Institutu Max Planck za radioastronomiju.

"Do sada se smatralo da je visina do koje se isto proteže 60 km - dakle, jedva donji dio mezosfere - a pitanje je bilo doseže li i veće visine?"

"A ako se dogodi, budući da gore nema živih organizama, jedini način da se dosegne veća nadmorska visina bilo bi učinkovito vertikalno miješanje."

Drugim riječima, jedino objašnjenje za velike koncentracije teškog kisika u tim regijama je kretanje zraka prema gore i dolje, što može imati važne implikacije na klimatske promjene.
Mjerenje teškog kisika je složeno jer izgleda jako slično glavnom kisiku.

Gore u stratosferi, SOFIA je mogla razdvojiti to dvoje u odnosu na lunarnu pozadinu: Mjesečev sjaj omogućio je najveću osjetljivost na te teško razlučive značajke.

Navedeno je istraživačima omogućilo mjerenje omjera glavnog i teškog kisika do 200 kilometara u atmosferi.

Rezultati su bili u rasponu od 382 do 468 faktorske razlike u dvije vrste kisika, slično omjeru na tlu.

"Postoje procesi koji mijenjaju ove omjere", rekao je dr. Wiesemeyer.

“Za Zemlju, ovaj proces je život kisika; iako postoje i druga potencijalna kemijska objašnjenja koja također treba razmotriti."

Autori studije bili su vrlo konzervativni u svojim procjenama, tako da ne mogu u potpunosti biologiji pripisati svoja mjerenja teškog kisika.

Solarni vjetar, na primjer, također može isporučiti težak kisik na Zemlju, ali je malo vjerojatno da će dati tako veliki doprinos.

Ova pilot studija koja mjeri ravnotežu između dva oblika kisika dokazuje tehniku koju bi znanstvenici koji proučavaju atmosferu mogli koristiti za proučavanje vertikalnog miješanja.

Rezultati također mogu pomoći u boljem definiranju biološki relevantne granice Zemljine atmosfere.

Još ambicioznije, budući instrumenti koji bi mogli biti osjetljivi na različite vrste kisika potencijalno mogu koristiti slične tehnike za mjerenje omjera kisika u egzoplanetima.

Kombinacija velike količine kisika s razumijevanjem vertikalnog miješanja na egzoplanetima mogla bi ukazivati na biološku aktivnost - iako skupina upozorava da bi takva studija zahtijevala veliku preciznost koju trenutačne tehnologije nemaju.

"Ideja je prvo razumjeti što se događa ispred vlastitih vrata prije nego što krenete u dublja istraživanja negdje drugdje", rekao je dr. Wiesemeyer.

Izvor: Sci News