3,770百万年前，地球的面貌截然不同。这里没有植物，没有动物，天空也不是蓝色的。地表想必如同一片光秃秃的岩石荒原。
然而，大约就在这个时期，我们认为最早的生命出现了，它们生活在深海中，栖身于海床上被称为热液喷口的炽热裂隙周围。在那里，高温流体穿过海底岩石循环流动，将铁和其他元素从岩石中带出，进入周围的海水。这些环境中的化学物质和能量，使其看起来非常适合生命起源。
为检验这一理论，我和同事研究了加拿大东北部一片古老岩层，名为努武阿吉图克带，其年代介于4,280至3,770百万年前。该岩带中保存着铁质建造，它们形成于与现代热液喷口类似的环境。我们还在其中发现了微化石；我们认为，它们比此前已知最古老的微化石早3亿年。后者来自西澳大利亚的岩石，年代约为3,500百万年前。因此，这些是已知最古老的化石，也可能是已知最古老的地球生命证据。
为了揭示这些化石，我们把岩石切成薄片，薄到可以透光，再用显微镜进行研究。我们发现了微观的铁丝状结构和管状结构，直径为5至10微米，不到人类头发宽度的一半，长度最长可达半毫米。我们观察到的管状和丝状结构细节丰富，与较年轻岩石中的微生物化石以及现代微生物都惊人地相似。
这些古老丝状结构的特征，例如它们附着在铁团块上，与现代微生物的特征相似；现代微生物会利用这些团块将自己固定在岩石上。这些氧化铁微生物会捕获从海底喷口逸出的铁，并通过反应释放化学能。随后，它们利用这种能量，将周围海水中的二氧化碳转化为有机物，从而生长。
我们如何知道它们是化石？
发现这些化石结构时，我们知道它们很有意思，很可能是微化石。但我们需要证明它们确实是化石，而非非生物现象。因此，我们评估了所有可能形成这些管状和丝状结构的情形，包括富铁凝胶中的化学梯度，以及变质作用导致的岩石拉伸。没有一种机制符合我们的观察结果。
随后，我们寻找岩石中可能由微生物留下的化学痕迹。我们发现，有机物以石墨的形式保存下来，其特征表明它是由微生物形成的。我们还发现了关键矿物，它们通常由沉积物中的生物物质分解产生，例如碳酸盐和磷灰石（含磷）。这些矿物也出现在颗粒结构中；这类结构通常形成于生物遗骸周围的沉积物中，有时会在其中保存微化石结构。所有这些相互独立的观察结果，都有力地证明了这些微观结构具有生物成因。
综合来看，这些证据非常清楚地表明，年代介于3,770至4,280百万年前的岩石中存在大量生命活动，使已知最早微化石的年代提前了3亿年。为了理解这一时间跨度，如果从今天往回推3亿年，恐龙甚至还没有出现。
我们在地球历史早期的热液喷口沉积物中发现这些生命形式，这一事实支持了长期以来的观点：生命起源于这类环境。发现这些古老微化石的环境，以及它们与较年轻的化石细菌和现代细菌的相似性，表明以铁为基础的代谢方式可能是生命在地球上维持自身的最早方式之一。
还要记住，这项发现表明，生命能够在地球上扎根并迅速演化；当时火星表面存在液态水。这带来一种令人振奋的可能：如果当时火星表面与地球的条件相似，那么生命也应在3,770百万年前出现在火星上。也可能地球只是一个特殊例外。
