来自法国和其他地方的一组研究人员发现了火山闪电固氮的第一个直接证据。这项工作加强了先前的实验室研究和理论模型，支持了益生元化学模型，其中火山闪电在必要的益生元反应中合成氮方面起着至关重要的作用。

　　二氮三键是化学中最稳定的键之一。虽然大气中含有约78%的氮，但只有少数固氮细菌酶可以将其分解并将其转化为生物可利用的形式。其他生物从这些细菌的工作中获得氮。氮肥——主要来源于氨——也是人类人工添加的。然而，要使生命出现，生物可利用的氮必须在没有生命的情况下出现，而长期以来的主要怀疑之一就是雷击。

　　2015年智利卡尔布科火山爆发时强烈的火山闪电。这种类型的闪电可能在地球上出现生命之前数百万年就形成了硝酸盐

　　由于岩石、火山灰和冰粒的运动使大气中的电荷分离，爆炸性喷发会引起壮观的闪电现象。2022年印度尼西亚附近的Hunga Tonga水下火山爆发在6小时内产生了大约40万次闪电。电弧放电的强烈能量可以破坏化学键，但大气氮被火山喷发固定的确切机制尚不清楚。巴黎索邦大学(Sorbonne University)的埃尔万?马丁(Erwan Martin)说，当火山脱气时，它们不会释放太多氮。“有时它们含有N2，但含量非常少。”

　　然而，火山确实会释放出大量的硫和卤素。因此，马丁和他的同事们研究了地质上最近的火山喷发中可识别的火山沉积物，当时地球处于氧化气氛中。他们意外地发现这些样品中硝酸盐含量丰富。该浓度与硫酸盐和氯离子的浓度具有良好的相关性，表明它们具有共同的来源。此外，在凝固的火山碎屑流产生的无孔岩石中，硝酸盐的含量与沉降沉积物产生的浮石一样高。因此，研究人员得出结论，硝酸盐不是随着时间的推移由大气过程引入的，而是在岩石形成时就存在的。

　　火山沉积物中硝酸盐的不同形成途径

　　然而，这并不能解释硝酸盐是如何产生的。研究人员认为，确切的机制可能会有所不同，但一般的机制都涉及到大气中二氮键的断裂，产生氧化亚氮，氧化亚氮被氧化成硝酸盐，然后落到地球上。在光合植物出现后的大氧化事件之前，在更具还原性的大气中，这种情况不会发生。马丁说:“主要的过程是分解N2双键。”“然后你可以给它加氧，你可以给它加氢……最重要的是，这种分子可以被生命吸收。”

　　加州大学圣迭戈分校的宇宙地球化学家杰弗里·巴达(Jeffrey Bada)此前曾认为，地球早期的火山闪电可能对氨基酸前体的合成至关重要。他说:“我认为，火山闪电是一个将N2转化为生物可用化合物的过程，这一观点很重要，而他们的新研究以一种更严格的方式证实了这一点。”然而，他补充说，“我认为，如果他们想要引起更大的轰动，他们就会试图把这转化为早期地球的样子——这一发生在早期地球上的想法在论文的最后被顺便引用了。”

　　Update: 2024年2月13日，标题被改了，明确指出早期地球上的火山可能产生了一系列可能含有二氧化碳的氮化合物归因于益生元化学