Bestimmte Sauerstoffisotope, die lebende Organismen auf der Erde ausstoßen, können bis in den Weltraum hinein gemessen werden. Das haben Forscher:innen in einer Studie gezeigt, die kürzlich in der Fachzeitschrift Physical Review Research erschienen ist.

Konkret ging es bei dem Experiment um das Sauerstoffisotop Oxygen-18 (O-18), das auch als schwerer Sauerstoff bezeichnet wird. Es entsteht durch Fotosynthese und ist vor allem in Erdnähe feststellbar. Bisher ging man daher davon aus, dass höhere Konzentrationen von O-18 nur in Höhen von bis zu 60 Kilometern nachweisbar sind – also im unteren Teil des Mesophäre. Zum Vergleich: die virtuelle Karman-Linie, die die Grenze zum freien Weltraum markiert, liegt bei 100 Kilometern Höhe.

Nun wurden hohe Konzentrationen von schwerem Sauerstoff auch in Höhen von 200 Kilometern nachgewiesen, also in der Thermosphäre. Das Team um Helmut Wiesemeyer vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn hat dafür das Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie genutzt.

Das von der Nasa ausrangierte fliegende Teleskop besteht aus einer umgebauten Boeing 747-SP mit einem Spiegelteleskop an Bord. Damit beobachten die Wissenschaftler:innen das vom Mond kommende Infrarotlicht. Dabei konnten sie feststellen, dass dieses Licht auch in der Thermosphäre von den schweren Sauerstoffisotopen absorbiert wird. Der Beweis für eine genügend hohe Konzentration von O-18 war somit erbracht.

Wiesenmeyer bezeichnet das Vorkommen des schweren Sauerstoff in der Erdatmosphäre als „Fingerabdruck“ biologischer Aktivität. O-18 kann zwar auch von der Sonne stammen, in einer solchen Konzentration wäre dies laut dem Forscher aber ungewöhnlich.

Die Ergebnisse des Experiments könnten nun dazu beitragen, die Grenze zwischen der Atmosphäre eines lebensfreundlichen Planeten und dem lebensfeindlichen Weltraum neu zu definieren.

Weiter gedacht könnte die Entdeckung auch helfen, auf anderen Planeten Spuren von Photosynthese treibendem Leben zu finden. Wenn die Erde im Weltraum einen biologischen Fingerabdruck hinterlässt, könnten dies auch auf andere Planeten jenseits unseres Sonnensystems zutreffen. Das würde bedeuten, wir könnten dieses potenzielle extraterrestrische Leben auf Exoplaneten leichter aufspüren.