一支国际科学家团队，包括圣安德鲁斯大学、锡拉丘兹大学和伦敦大学皇家霍洛威学院的研究人员，已经证明了一种新的早期地球生命的食物来源。地球上的生命依赖于氮和磷等关键元素的可用性。这些营养元素对所有生命都是普遍存在的，因为它们是形成DNA和蛋白质的必要条件。它们最初来自岩石和大气，因此，它们的可用性与地质时间尺度上地球表面环境化学的显著变化一起波动。
这项研究发表在《自然·地球科学》上，揭示了这些元素的供应如何直接影响地球富含氧气的气氛的增长，并对地球早期生命的进化至关重要。地球历史上最剧烈的变化发生在氧光合作用进化之后，这从根本上改变了地球，为生物圈提供了碳源，为大气提供了氧源，后者最终导致了大约23亿年前的“大氧化事件”（GOE）。
尽管营养物质对生命至关重要，但人们对GOE前海洋中氮和磷的可用性了解不多，特别是这些元素的供应如何驱动和/或响应行星氧化的。研究人员使用与27亿年前氧光合作用的早期证据相关的保存完好的岩石样本，研究了地球早期的氮循环，以解密与行星氧化的初始阶段相关的反馈。岩石样本显示了GOE前海洋中铵大量积累的第一个直接证据。这种铵将为早期生物圈和相关的氧气生产提供充足的氮源。
研究团队负责人圣安德鲁斯大学地球与环境科学学院的Aubrey Zerkle说：“今天我们认为铵是我们清洁用品中的难闻气味，但它本可以为第一批产生氧气的生物提供无限量的自助餐，这是它们在地球历史上早期依赖的垃圾堆上的显著改进。”除了帮助科学家更好地理解氮循环在全球氧化中的作用外，新的发现还为早期行星进化期间的其他营养反馈提供了背景。
令人惊讶的是，直到4亿年后才出现显著的大气氧化证据，这意味着其他营养素，如磷，在设定进化速度方面一定很重要。