今天,金星和火星的大氣中含有大量的C〇2 (分別占97%和95%),而地球的大氣含氧量已達到21%。經年累月的努力才達到了如此高的含氧量。
大約38億年前,地球上出現生命之後,最初,空氣中的氧氣濃度增長異常緩慢,一直處於 極低水平,只相當於今天的十萬分之一。
雖然最新的研究表明大氣中的氧氣濃度在30億年前就達到了一個峰值,但真正決定性的改 變還要等到距今24億年左右,也就是將近元古宙初始時期。這一關鍵階段就是「大氧化事件」 危機,也叫做「氧氣災難」。氧氣濃度大幅度上升,濃度最高時占當時大氣的4% (今天的氧氣 濃度為21%),氮氣和CCh依然是大氣的重要組成成分。
在此之前,藍藻光合作用產生的氧氣與海洋中的化合物發生反應,主要和二價鐵生成赤鐵 礦和磁鐵礦沈澱。氧氣既不在水中聚集,也不在大氣中聚集。
但從此以後,情況就發生了變化:海水裡溶解的鐵元素耗盡之後,氧可以在海水中停留, 然後進入大氣,大氣因此具有了氧化性。這對生命而言是一個重大的生態危機,因為氧氣對當 時的厭氧微生物是有毒的。另外,氧氣還氧化空氣中的甲烷(CH4),而甲烷是一種溫室氣體, 於是地球開始變冷,直至進入「休倫冰河時期」,這一時期很有可能是地球歷史上最持久的「雪 球」時期,直到21億年前才結束。
此後,大氣中氧濃度的增高形成了臭氧層,有了臭氧層,生物由海洋走向陸地成為可能。因此, 水中的溶氧超過飽和度極值,很有可能正是打開新的進化通道的鑰匙,生物的體型將更巨大, 結構也將更加複雜。