Stickstoff ist das häufigste Element in der Luft. Viele lebende Zellen können allerdings mit seiner trägen, molekularen Form aus zwei fest verbundenen Stickstoffatomen nichts anfangen. Das Molekül muß erst unter Energieaufwand aufgeknackt werden, damit die Stickstoffatome mit anderen Elementen reagieren können. Auf diese Weise fixieren Bakterien Stickstoff heute routinemäßig. Bevor sich jedoch Leben bilden konnte, muß bereits eine Stickstoff-Fixierung auf rein chemische Weise stattgefunden haben: Sowohl Amino- als auch Nucleinsäuren enthalten beide Stickstoff und waren wahrscheinlich die organischen Verbindungen, aus denen sich die ersten Lebensformen auf der Erde entwickelten. Einige reaktionsfähige Stickstoffatome könnten als Passagiere von Kometen und Weltraumstaub auf die Erde gelangt sein, Wissenschaftler vermuten jedoch, daß sich der größte Teil in der Atmosphäre bildete. Ihre heißesten Kandidaten als Energieliferanten sind ultraviolette Strahlung, Blitze in Gewitterstürmen und superheiße Rauchfahnen nach Meteoriteneinschlägen.

Nach Ansicht des Atmosphärenchemikers Rafael Navarro-Gonzalez von der National Autonomous University of Mexico könnten stattdessen vulkanische Blitze die wichtigste frühe Quelle von reaktionsfreudigem Stickstoff gewesen sein. Er und seine Kollegen, darunter der Nobelpreisträger Mario Molina vom Massachusetts Institute of Technology, ahmten die stark aufgeladenen vulkanischen Rauchfahnen jener Zeit mit einer Labormischung aus Wasserdampf, Kohlendioxid und anderen Gasen nach, die noch heute von Vulkanen auf Hawaii ausgestoßen werden. Mit Hilfe energiereicher Mikrowellenpulse erhitzten die Wissenschaftler die Gase auf 10 000 Grad Celsius – ungefähr die Temperatur einer Aschewolke, die durch einen Blitzschlag erhitzt wird. Sie erhielten riesige Mengen an Stickstoffmonoxid (NO), die als saurer Regen auf die frühe Erde niedergegangen wären. In dieser Form stand Stickstoff dann zur Verfügung, um die Bausteine des Lebens zu erzeugen, erläutert Navarro-Gonzalez. "Gewöhnliche Blitze spielten wahrscheinlich keine so große Rolle", sagt er, weil die Kontinente – über denen die meisten Blitze entstehen – vor 4 Milliarden Jahren viel kleiner waren (Geophysical Research Letters vom 15. August 1998).