本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
深吸一口氣。大約有一千萬億個分子的大氣正在擠過構成您肺部的複雜支氣管和細支氣管樹。這些分子中約有 21% 是化學鍵合的氧原子對。其中大約四分之一將被紅細胞血紅蛋白中飢餓的鐵原子捕獲。
這些一千萬億個氧原子很可能在過去十億年的大部分時間裡在生物體內迴圈進出。共同的主線是，它們都透過產氧光合作用過程被釋放到地球大氣中，這可以說是達爾文進化四十億年實驗中最偉大的勝利之一。
這是一個偉大而簡潔的敘述。但是，如果我們仔細觀察地球上游離氧的歷史，事情就會變得複雜得多。
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直到大約 24.5 億年前，地球大氣中幾乎沒有氧氣。然後，像藍藻這樣的生物體中出現了產氧光合作用，提供了一種天然來源。但地質和地球化學證據告訴我們，接下來發生的事情並非特別簡單。
儘管我們將 24 億到 22 億年前的時期稱為大氧化事件，但實際上它將大氣中的氧氣含量從零提高到僅為現代水平的十萬分之一。在接下來的十億年裡，這種濃度設法向上爬升，可能達到現代水平的千分之一到十分之一之間。然後，在大約 8 億到 5.4 億年前，所謂的新元古代氧化事件中，氧氣含量大幅上升，使地球的氧氣含量可能達到目前水平的 50%。但這並非平穩過渡，隨著氧氣從深海區域來來往往，似乎存在隨時間變化的波動，包括脈衝式事件。
最終，在 4.5 億到 4 億年前之間，氧氣再次出現激增，最終使我們接近今天的水平。
長期以來，一個問題是，是什麼原因導致了地球氧氣庫存增長的這一特定步驟。人們為不同階段呼叫了各種機制，包括構造活動和生物創新引起的巨大且不可預測的變化。但也一直有人懷疑，氧氣濃度複雜歷史的某些方面可能是由於相當容易理解的過程造成的。簡單地將氧氣放入任何系統都會引發化學和物理變化。有些會暫時吸收氧氣，另一些則可以為化合物在行星生態系統中移動解鎖新途徑。
現在，Alcott、Mills 和 Poulton 的一項新研究，發表在《科學》雜誌上，為地球氧合作用的“階梯式”性質提供了一個相對簡單的解釋。他們使用多層計算機模型證明，事態的發展可能僅僅是地球上一些眾所周知的長時標反饋迴圈相互作用的結果，這些迴圈涉及碳、氧和磷。
這些生物地球化學反饋包括磷作為海洋生產力的限制性營養素的作用、海洋中的氧氣量、海洋沉積物中有機碳的埋藏以及地表岩石的風化。與所有相互關聯的反饋迴路一樣，即使它們逐漸執行，它們的相互作用也可能導致系統中的快速波動。
最重要的是，地球上氧氣上升的測量歷史，及其特定形式和變化，都可以透過這些迴圈輕鬆解釋。似乎沒有必要呼叫“外部”事件來解釋我們是如何達到今天的水平的。
至關重要的是，這表明一旦類地行星“獲得”了產氧光合作用，那麼它最終擁有富氧環境只是時間問題（儘管可能需要很長時間）。並且它可能會在此過程中經歷一系列變化和事件，所有這些都可以用已知現象來解釋。
換句話說，宇宙中富氧岩石世界的機率可能剛剛上升。