氧气对生命至关重要，但在过去 70 年里，是什么促使地球上大气中的氧气首次上升，而正是这种上升发生的时间一直在挑战科学家。

大多数科学研究表明，氧气在大约 24 亿年前迅速上升，然后在接下来的 2 亿年中突然下降。这个事件被称为大氧合事件(GOE)。

由塔斯马尼亚大学的一组地质学家领导的一项新的国际研究与华盛顿卡内基研究所和多伦多大学的科学家合作，提供了另一种理论。

研究人员提出，在 2.8 到 180 万年前，大气氧气的上升是一个非常缓慢的过程，这与超循环期间板块的碰撞和我们海洋中蓝藻的进化有关。

大气中的氧气在 10 亿年的时间里上升，在大约 19 亿年前达到了接近当今 21% 氧气水平的峰值。氧气随后又下降了一段时间，称为无聊的十亿。

研究表明，地壳中矿物质的演化与氧气的增加有关，因为新的氧化金属物种的存在是因为氧气的增加才变得可用。

新理论利用地质时期在岩石和海底形成的矿物的氧化还原化学进行测量。

塔斯马尼亚大学地质学家罗斯·拉格教授说，这些结果是基于来自一系列矿物和同位素的大量数据。

塔斯马尼亚大学、多伦多分校和卡内基研究所的团队已经建立了关于各种矿物化学的海量数据库，涉及过去 15 年收集的数万份分析。

“全球数据驱动研究的趋势正在增加，因为我们的技术正在迅速变化，能够获得成千上万的分析，”Large 教授解释说。

“以前关于这个主题的许多研究都依赖于有限的分析，并由计算机模型支持以填充数据并试图预测结果。这通常导致'直线'解释忽略了地球的上下循环通过地质时代。”

拉格教授说，氧气的首次上升伴随着二氧化碳和甲烷的下降，产生了更适合生命生存的海洋和大气条件。

“26亿年前的古老太古代海洋富含砷和汞等有毒元素，我们所知道的非常不适合生命存在，”拉格教授说。

“我们的研究表明，随着氧气的增加，海洋的化学成分发生了变化，有毒元素减少了，磷、钼和锌等对生命很重要的元素变得更容易刺激进化变化。”

拉格教授说，这些重大变化是由与超循环相关的漂移的首次发展引起的，超循环描述了地球上最块的组装、持续时间和破碎化。

“在每个超循环的第一阶段，板块碰撞期间的山体建设导致海洋中的营养物质被侵蚀，刺激了生命并将氧气释放到大气中，”拉格教授解释说。

“我们提出，造山的两个阶段有助于推动氧气的增加、新矿物的产生和早期生命的进化。第一个阶段发生在大约 28 亿年前，随着超 Kenorland 的形成，第二个阶段发生在大约 21 亿年前，形成了努纳超。”

第三个氧循环开始于大约十亿年前，从那时起，循环的频率从相隔大约 2 亿年下降到相隔 6000 万年。该团队先前的研究表明，每个氧气循环都以大规模灭绝而告终，但随后迅速发生了进化爆炸。

与一些建议相反，拉格教授不认为我们正在走向另一场大规模灭绝。他说，过去的大规模灭绝涉及二氧化碳上升到超过百万分之 4000 (ppm)，而今天约为 300 ppm，氧气下降到远低于 10% 甚至可能低至 5%，而今天为 21%。

他建议，根据地球周期，下一次大灭绝距离我们大约 3000 万年。