Tijekom tog perioda poznatog kao Arheozoik, Zemlja je bila prekrivena otrovnim smogom koji se sastojao od metana, amonijaka i ostalih toksičnih plinova. Slični uvjeti danas postoje na Saturnovom satelitu Titanu. No život kakav poznajemo onda se nije mogao razviti na našoj planeti.

Novo istraživanje uključilo je analizu stijena iz Južne Afrike starosti 2 do 3 milijarde godina. Američki znanstvenici sa Sveučilišta Rutgers pronašli su dokaze dušikovih reakcija koje se nisu mogle dogoditi bez prisutnosti slobodnog kisika.

Dušikove reakcije odnose se na način na koji živa bića koriste dušik kako bi proizvela kompleksne organske molekule. Dokazi dušikovih reakcija  pružaju ˝otisak˝ života.

Istraživači, dr. Linda Godfrey i dr. Paul Falkowski, došli su do zaključka  su se organizmi koji su proizvodili kisik kao nusprodukt fotosinteze pojavili prije 2,5 milijardi godina. Kisik je postao dominantni plin u atmosferi tek prije 200 milijuna godina.

U svojoj studiji objavljenoj u časopisu Nature Geoscience naveli su kako ˝je dušik relativno inertna molekula čiji je atmosferski vijek trajanja oko milijardu godina, za razliku od kisika koji vrlo reaktivan te se proizvodi pomoću fotosinteze. Tijekom prve dvije milijarde godina povijesti planeta bilo ga je samo u tragovima, međutim ne može se zaključiti kada je točno došlo do prve fotosinteze na Zemlji.˝