Málo sa však vie o tom, ako toto množstvo ťažkého kyslíka preniká do vyšších oblastí atmosféry. Prístroju SOFIA GREAT sa podarilo zmerať s vysokým spektrálnym rozlíšením pomer hlavného a ťažkého kyslíka v mezosfére a spodnej termosfére, čím vznikla prvá spektroskopická detekcia ťažkého kyslíka mimo laboratória.
Tento výskum je veľmi dôležitý na pochopenie premiešavania vzduchových vrstiev. „Doteraz sa predpokladalo, že nadmorská výška, do ktorej siaha ťažký kyslík, je približne 60 kilometrov – teda do spodnej časti mezosféry – a otázkou bolo, či dosahuje vyššie nadmorské výšky. A ak áno, jediným spôsobom, ako sa môže dostať vyššie je efektívne vertikálne miešanie, nakoľko tam hore nie sú žiadne živé organizmy, “ objasnil Helmut Wiesemeyer, vedec z Inštitútu Maxa Plancka pre rádiovú astronómiu. Jediným vysvetlením veľkých koncentrácií ťažkého kyslíka v týchto oblastiach je pohyb vzduchu nahor a nadol, čo môže mať dôležité dôsledky na zmenu klímy. „Existujú procesy, ktoré tieto pomery menia. Pre Zem je tento proces kyslíkovým životom, "povedal Wiesemeyer - hoci existujú aj iné potenciálne chemické vysvetlenia, ktoré je potrebné zvážiť.
Meranie ťažkého kyslíka je zložité, pretože vyzerá veľmi podobne ako hlavný kyslík. Zo stratosféry ich mohla SOFIA oddeliť na mesačnom pozadí: jas Mesiaca umožnil najvyššiu citlivosť na tieto ťažko rozlíšiteľné prvky. To umožnilo výskumníkom zmerať pomery hlavného a ťažkého kyslíka až do vzdialenosti 200 kilometrov v atmosfére.
Výsledky tohto výskumu vedci publikovali v Physical Review Research. Wiesemeyer a jeho spolupracovníci boli vo svojich odhadoch neistoty veľmi konzervatívni, takže svoje ťažké merania kyslíka nemôžu úplne pripísať biológii. Slnečný vietor môže napríklad dopraviť na Zem aj ťažký kyslík, ale je nepravdepodobné, že by k tomu prispel tak výrazne.
Táto pilotná štúdia merajúca rovnováhu medzi dvoma formami kyslíka dokazuje techniku, ktorú by vedci z atmosféry mohli použiť na štúdium vertikálneho miešania. Zistenia štúdie môžu tiež pomôcť lepšie definovať biologicky relevantnú hranicu zemskej atmosféry. A v konečnom dôsledku sa budú môcť v budúcnosti využívať podobné techniky na meranie pomerov kyslíka v exoplanétach. Kombinácia vysokého množstva kyslíka s pochopením vertikálneho miešania na týchto exoplanétach by mohla naznačovať biologickú aktivitu – hoci skupina varuje, že takáto štúdia by si vyžadovala obrovskú citlivosť, ktorú súčasné technológie nemajú.