一支由国际科学家组成的团队 - 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 - 为地球上的早期生活展示了新的食物来源。

地球上的生命依赖于氮和磷等关键元素的可用性。这些营养元素在所有生命中无处不在，因为它们是形成DNA，生命蓝图和蛋白质，机器所必需的。它们最初来自岩石和大气，因此它们对生命的可用性随着地质表面环境化学在地质时间上的显着变化而波动。

该研究发表在“自然地球科学”杂志上，揭示了这些元素的供应如何直接影响地球富氧大气的生长，并且是地球早期生命进化的关键。

地球历史上最戏剧性的变化伴随着含氧光合作用的演变，它通过向生物圈提供碳源和向大气提供氧源来从根本上改变了地球，后者在大氧化事件(GOE)中达到顶峰2.3十亿年前。

尽管养分对生命起着至关重要的作用，但尚未充分了解GOE前海洋中氮和磷的可获得性，尤其是这些元素的供应如何驱动和/或响应行星氧合作用。

27亿年前，研究小组利用与早期的含氧光合作用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，以破译与行星氧化初始阶段相关的反馈。

“从这个时间间隔开始，有一些宝石可以用于我们进行的分析。大多数这些古老的岩石在27亿年的板块构造活动中已经变形和加热，使原始的生命信号丢失， “艺术与科学学院地球科学副教授Christopher Junium说。

岩石样本显示了GOE前海洋中大量铵层积聚的第一个直接证据。这种铵将提供充足的氮源，为早期生物圈和相关的氧气生产提供燃料。

研究小组负责人，圣安德鲁斯大学地球与环境科学学院的读者Aubrey Zerkle说：“今天我们认为铵是我们清洁用品中令人不快的气味，但它会成为你的全部用户第一批产生氧气的生物可以吃自助餐，这是他们在地球历史早期依赖的垃圾堆废料的重大改进。“

除了帮助科学家更好地了解氮循环在全球氧合作用中的作用外，新发现还为早期行星演化过程中的其他营养反馈提供了背景。

“随着生活的发展和条件的变化，营养限制的游戏在地球的历史中来回悄然变得越来越清晰，”Junium说。

令人惊讶的是，直到4亿年后才出现显着的大气氧合作用的证据，这意味着其他一些营养物质，如磷，必须在确定进化速度方面发挥重要作用。