Två gånger om dagen, i skymningen och strax före gryningen, ett svagt lager av natrium och andra metaller börjar sjunka ner genom atmosfären, cirka 90 miles högt över staden Boulder, Colorado. Rörelsen fångades av ett av världens mest känsliga "lidar"-instrument och rapporterades idag i AGU-journalen Geofysiska forskningsbrev .

Metallerna i dessa lager kommer ursprungligen från stenigt material som sprängs in i jordens atmosfär från rymden, och de regelbundet uppträdande lagren lovar att hjälpa forskare att bättre förstå hur jordens atmosfär interagerar med rymden, även potentiellt hur dessa interaktioner hjälper till att stödja livet.

"Detta är en viktig upptäckt eftersom vi aldrig har sett dessa skymnings-/gryningsfunktioner förut, och eftersom dessa metallskikt påverkar många saker. Metallerna kan falla i havet och fungera som gödningsmedel för ekosystem, de joniserade metallerna kan påverka GPS-radiosignaler, sa Xinzhao Chu, CIRES-stipendiat, CU Boulder professor i Aerospace Engineering Sciences, och huvudförfattare till den nya bedömningen.

Det är första gången som metallskikten – som inte är skadliga för människor – har setts så regelbundet på dessa extrema höjder i atmosfären. Sådana metalllager på hög höjd upptäcktes av Chus grupp för bara 10 år sedan ovanför McMurdo, Antarktis, men där förekommer de mer sporadiskt. Ovanför Boulder, de är konsekventa, dagligen, och synkroniseras med vindar som förekommer högt uppe i atmosfären.

"Konsekventa dagliga mönster som ses i våra Boulder-observationer säger oss att det finns okända processer på spel, ett gyllene tillfälle för atmosfärsforskare, " sa Jackson Jandreau som arbetade tillsammans med Chu och Yingfei Chen i denna studie. Chen och Jandreau är båda doktorander i Chus grupp.

Upptäckten ger också forskare ett fönster till en avgörande del av atmosfären som är utmanande att observera. Det är ett komplicerat område där interaktioner mellan solen, jorden och vår planets magnetfält kan skapa de miljöförhållanden under vilka ytliv kan frodas, skyddas från den hårda rymdmiljön.

"Det finns metaller i atmosfären i andra planetariska kroppar, som Mars, och forskare letar efter jordliknande egenskaper på exoplaneter som indikatorer för gästvänliga miljöer, " sa Chu. "Kan dessa metallskikt vara en av dessa egenskaper?"