Biyokimyasal faaliyetler Dünya atmosferinde “parmak izleri” bırakır. Fotosentez, solunum ve diğer biyokimyasal faaliyetlerdeki izotopa bağlı etkilerin bir sonucu olarak, bir parmak izi, baskın oksijen izotopuna (16O) kıyasla daha yüksek oksijen-18 (18O) konsantrasyonudur. Daha önceki çalışmalarda 60 km’nin altındaki atmosferik tabakalarda 18O bolluğu belirlenmiş, ancak daha yukarılardaki değerler belirsiz kalmıştır. Şimdi, Almanya’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Helmut Wiesemeyer ve arkadaşları bunu başardılar. Örneğin, alt atmosferik katmanların bileşimindeki değişikliklerin küresel ölçekte üst katmanları nasıl etkilediğini araştırmak için 18O kullanmak, atmosfer fiziğindeki önemli konulara ışık tutabilir.
Genellikle izotopik bileşim, yörünge altı roketler veya meteoroloji balonları tarafından toplanan hava örneklerinin ölçülmesiyle belirlenir. Bu araçlar bilim insanlarının 60 kilometre yüksekliğe kadar atmosferik tabakaları keşfetmelerini sağlar. Bilim insanları bu yüksekliği (bu durumda yaklaşık 200 km’ye) arttırmak için, uzaydan gelen ışığın iletimi yoluyla atmosferdeki izotopların varlığını belirleyen hassas bir spektroskopi tekniği kullandılar.
Wiesemeyer ve meslektaşları, Eylül 2022’de faaliyetlerini durduran havadaki Kızılötesi Astronomi için Stratosferik Gözlemevi’ndeki (SOFIA) dedektörleri kullanarak Ay’dan yayılan kızılötesi ışığı araştırdı. Işığın oksijen izotopları tarafından emilmesi nedeniyle bilim insanları spektrumda iki farklı dar “dip” gördü. Bilim insanları, 50 ila 200 km arasındaki irtifalarda 16O’nun 18O’ya oranını belirlemek için izotopa bağlı diplerin formlarını hesapladılar.
Wiesemeyer’e göre, yaşamı destekleyen bir gezegenin atmosferi ile dış uzay arasındaki sınırın yeni tanımları, üst atmosferin izotop oranı çalışmalarından kaynaklanabilir. Hava sürüklenmesinin durduğu yer, havacılık uzmanları tarafından bu eşik olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, bir gezegenin biyolojik aktivitesinin izotopik bileşimlerinde baskın olmayı bıraktığı irtifanın astrobiyologlar için daha uygun bir seçenek olabileceğini öne sürüyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s19
