Ozon to odmiana tlenu składająca się z trzech atomów tego pierwiastka w cząsteczce, podczas gdy zwykły tlen w atmosferze to cząsteczka zawierająca dwa atomy tlenu. Inne nazwy ozonu to tritlen albo trójtlen.

W przypadku Ziemi wiadomo, że występowanie ozonu w atmosferze to konsekwencja życia biologicznego. Gdy na naszej planecie powstało życie i pojawiły się organizmy przeprowadzające fotosyntezę, zaczęły one uwalniać do atmosfery coraz więcej tlenu, jako element swojego cyklu energetycznego. Ponieważ tlen jest pierwiastkiem bardzo reaktywnym, początkowo reagował z pierwiastkami w skałach, tworząc minerały. Jednak około 2,5 miliarda lat temu nastąpiła tzw. katastrofa tlenowa, w trakcie której znacznie wzrosło stężenie tlenu w atmosferze, co było zabójcze dla bakterii beztlenowych, które wtedy dominowały.

Gdy tlen cząsteczkowy znajduje się w atmosferze, jest wystawiony na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego od Słońca, rozbija ono cząsteczki na pojedyncze atomy tlenu, które potem szybko łączą się z innymi cząsteczkami tlenu, tworząc ozon. W ten sposób powstała warstwa ozonowa, która potem ułatwiła życiu skolonizowanie lądów.

Z tej perspektywy wydaje się, że ozon to idealna biosygnatura – jeśli na jakiejś planecie wykryjemy ozon, to może to być oznaka istnienia tam życia. Jednak sytuacja Wenus komplikuje sprawę.

W swojej pracy naukowcy użyli modelu fotochemicznego, aby zbadać ozon w atmosferze Wenus (a dokładniej w warstwie mezosfery, która jest położona nad stratosferą). W przypadku tej planety ozon istnieje nad warstwą chmur, głównie po nocnej stronie, w niewielkiej koncentracji 0,1-1 części na milion (po stronie dziennej jest go jeszcze mniej). Dla porównania, na Ziemi jest to nawet 15 części na milion

Wcześniej istniała hipoteza, że strumień atomów tlenu wytworzonych po stronie dziennej przemieszcza się na stronę nocną, gdzie staje się źródłem ozonu. Jednak nowe obliczenia przeczą aby ten mechanizm pasował do obserwowanych ilości ozonu, gdyż powinno występować wtedy więcej tlenu cząsteczkowego niż jest obserwowane na Wenus. Nie da się też wyprodukować właściwych ilości ozonu przy pomocy innych procesów w warunkach atmosfery wenusjańskiej. Naukowcy sugerują więc, że na Wenus musi istnieć nieznana obecnie ścieżka produkcji ozonu w mezosferze po nocnej stronie planety.

W obserwacjach odległych egzoplanet nie można wykluczyć, iż istnieją planety takie jak Wenus, ale mające więcej ozonu. Dopóki więc nie poznamy mechanizmu, w jaki abiotyczny ozon (czyli taki, który nie powstaje w efekcie działalności życia biologicznego) jest wytwarzany, interpretacja wyników obserwacji nie będzie jednoznaczna.

Badacze podsumowują swoje analizy, wskazując, że w dobie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba ozon mimo wszystko pozostaje kandydatem na biosygnaturę i jako wskaźnik odróżniający planety podobne do Ziemi od tych podobnych do Wenus. Jednak użyteczność w obu tych sytuacjach jest problematyczna, gdyż warstwa ozonowa na egzoplanecie podobnej do Wenus byłaby tak samo wykrywalna przez teleskop, jak na planecie podobnej do Ziemi, zwodząc naukowców.

Badania przeprowadzili naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge (Wielka Brytania) oraz Politechniki Federalnej w Zurychu (Szwajcaria). Pierwszym autorem publikacji przyjętej do druku w „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” jest Robb Calder.(PAP)

cza/ agt/