对古代化石岩石的最新分析，这些岩石被称为叠层石，保存在津巴布韦南部，表明与热液营养循环有很强的联系，“这意味着早期生命可能在一定程度上是由火山活动推动的”。
对超过25亿年前的被称为叠层石的化石岩石的分析为氧气进化之前地球的条件提供了新的见解。
在诺桑比亚大学的研究员阿什利·马丁博士的带领下，一个拥有地质学、微生物学和地球化学专业的国际团队合作，调查保存在津巴布韦南部的古代叠层石中的氮循环模式。
氮是地球上所有生命的关键，但在氮循环中必须首先转化为可用的、生物可利用的形式，才能通过大气、土壤、植物和动物传递。
该团队认为，津巴布韦发现的异常氮同位素模式可以为地球早期海洋环境中的机制提供新的理解，这些机制在大氧化事件发生之前（发生在25亿到23亿年前）。这一事件很可能是由光合作用的演化引起的，是地球历史上的一个重要里程碑，标志着地球大气中氧气浓度的首次上升。
科学家们长期以来一直在争论导致大氧化事件的生物和化学条件，而在事件发生之前对氮循环了解较少。在那个时期，早期的地球看起来与今天非常不同，大多数大陆仍然淹没在覆盖整个平台的大海之下。
来自诺桑比亚大学地理与环境科学系的马丁博士说：“在地质时间尺度上，海洋生产力受两个关键养分的控制——氮和磷。它们共同最终控制着海洋生物的生产力。
“我们的研究揭示了在2.75亿年前的浅水叠层石中发现了较高的氮同位素值，而在深海沉积物中发现了较低的氮值。这表明，氨——氮的还原形式，在深水中积累，并通过向上涌升运动带入浅水域——深层营养丰富的水向海洋表面移动。
“一个巨大的氨储藏对早期生命而言非常有利，提供了生物过程所需的氮源。这些条件在一个缺乏溶解氧的海洋中，可能受强烈火山或热液影响的情况下，有助于支持微生物生长，可能促进生物创新，为大氧化事件铺平道路。”
发表在科学期刊《自然通讯》上的一篇论文概述了研究团队的发现，研究团队的专家来自圣安德鲁斯大学、德国凯瑟斯劳滕-兰道大学、汉诺威的莱布尼茨大学、德国马克斯·普朗克化学研究所和南非约翰内斯堡大学。
来自圣安德鲁斯大学的伊娃·斯图肯博士解释说：“我们一直对这些岩石中异常的氮同位素值感到困惑。我们的新发现表明与热液营养循环有很强的联系，这意味着早期生命在一定程度上可能是由火山活动提供的能量。”
约翰内斯堡大学的阿克塞尔·霍夫曼教授补充道：“大约27.5亿年前火山活动尤其活跃，并对当时生命的演化产生了持久的影响。津巴布韦的岩石保留了这一时间段的显著记录。”
在世界某些地区，因火山活动而导致大数量的可生物利用氮以氨的形式在古代海洋中积累并促进生命发展这一提议，得到了诺桑比亚大学的马丁博士、斯图肯博士和来自凯瑟斯劳滕-兰道大学的米歇尔·盖林格博士的早期研究的支持。相关结果发表在《地质学》期刊上。
马丁博士和另一位《自然通讯》论文的共同作者莫尼卡·马尔科斯卡博士，是诺桑比亚大学环境监测与重建（EnMaR）研究小组的成员，该小组研究现代与古代环境，从热带到极地，旨在回答关于气候和环境的基本全球性问题。
