پیشرفت فناوری در نهایت این امکان را برای محققان فراهم کرده است تا مقدار شکل نادری از مولکول های نیتروژن را در جو زمین اندازه گیری کنند. به نظر می رسد که این مولکول آنقدرها هم که انتظار می رفت، نادر و کمیاب نیست.
اغلب اتم ها در مولکول های نیتروژن دارای جرم اتمی 14 هستند، اما کمتر از یک درصد کمی بزرگتر هستند و با یک نوترون اضافه شده، اتم ها به ایزوتوپ 15N تبدیل می شوند. هرکدام از این ایزوتوپ ها با یک مولکول گاز نیتروژن ترکیب شده و ایزوتوپ 15N15N ایجاد می کند.
بررسی آنها با استفاده از یک طیف سنج جرمی - دستگاهی برای مرتب سازی مولکول ها براساس نسبت جرم به بار الکتریکی - به چالش کشیده شد، چراکه ترکیب شیمیایی جوی مشابه، موسوم به نیتریک اکسید (NO) نیز دارای جرم اتمی 30 است.
نیتریک اکسید - یک آلاینده مشترک مانند محصول بسیاری از واکنش های ژئوشیمیایی - تنها بخش کوچکی از جو را تشکیل می دهد.
مقادیر 15N15N اساسا ناشی از شیمی در جو فوقانی زمین، در ارتفاعی نزدیک به مدار ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) است
محققان دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس (UCLA) با استفاده از ابزاری که برای تشخیص تفاوت طراحی شده است، موفق به کشف مقادیر بیشتری از نوع سنگین نیتروژن، به صورت دقیق حدود 2 درصد، شدند.
ادوارد یانگ (Edward Young) نویسنده ارشد این مطالعه گفت: طیف سنج جرمی پانوراما، این امکان را برای ما فراهم کرد تا بتوانیم برای نخستین بار، مقادیر بیشتری از این نوع نیتروژن را مشاهده کنیم. آزمایش هایی انجام دادیم که نشان می دهد، تنها راه برای تشکیل مقادیر اضافی ایزوتوپ 15N15N، واکنش های نادری در جو فوقانی است.
یکی از منابع احتمالی این مولکول های نیتروژن-15 دوبرابری می تواند بیولوژیکی باشد. باکتری های کاهنده نیترات (denitrifying bacteria) که معمولا در خاک یافت می شوند، می توانند نیترات را از محیط گرفته و گاز نیتروژن آزاد کنند.
یانگ تأکید کرد: فکر می کنیم که مقادیر 15N15N اساسا ناشی از شیمی در جو فوقانی زمین، در ارتفاعی نزدیک به مدار ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) باشد.
این نتیجه اعجاب انگیز نه تنها شیمی جو زمین را مشخص می کند، بلکه می تواند به محققان برای تعیین پتانسیل وجود حیات بیگانه بر سیاره های دیگر نیز کمک کند.
با جستجوی ویژگی های مشترک در جو سیاره های دیگر، می توان احتمال میزبانی از حیات در آنها را مورد ارزیابی قرار داد.
نتایج این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شد.
مترجم: معصومه سوهانی
منبع: sciencealert