氧氣是人類和動(dòng)物們得以繁衍生息的重要物質(zhì)，可在地球的上古時(shí)期氧氣是極其稀薄的，那時(shí)地球地表非常寒冷，一片荒蕪。

在距今5.8億—5.2億年之間，地球的氧氣猛然暴增，好像有一種神秘的力量在急劇地把地球含氧量增高。它究竟是什么？又是如何快速制造的呢？

來自中國(guó)南京地質(zhì)科學(xué)院朱茂炎和英國(guó)合作團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)數(shù)年，對(duì)距今5.8-5.2億年間的地質(zhì)層中的碳同位素作了詳細(xì)地研究和對(duì)比，提出了一個(gè)全新的地球環(huán)境系統(tǒng)模型，對(duì)這一氧氣猛增的原因提出了新的證據(jù)。

他解釋道：“富含硫酸鹽的蒸發(fā)巖是一種氧化劑，可以氧化海水中的有機(jī)物，通過硫酸鹽的還原菌氧化海水中的有機(jī)質(zhì)，形成了我們今天所發(fā)現(xiàn)的黃鐵礦石，導(dǎo)致海洋中的有機(jī)碳含量快速減少?！彪S著海洋有機(jī)碳的氧化，大量的二氧化碳排放到大氣中，加劇了大氣的溫室效應(yīng)，也使得地表的風(fēng)化速度加快，蒸發(fā)巖在高溫下向海洋的輸入量加大，海水中的有機(jī)碳進(jìn)一步被氧化，使大氣和海洋中的含氧量迅速增高。

從混濁缺氧的大氣環(huán)境到變得清澈富氧的藍(lán)天白云，前寒武紀(jì)的地球就像化繭成蝶般開始充滿生機(jī)。這一研究成果對(duì)于改造火星環(huán)境也具有重大作用，甚至金星降溫允許液體水存在后也可以使用。硫酸鹽在金星上最不缺，推動(dòng)小行星撞擊補(bǔ)水，然后放入還原菌，速度將會(huì)大大加快。

那么氧氣為什么不一直增加，是動(dòng)物為了適應(yīng)氧氣濃度而一步步爬樓梯一樣進(jìn)化到今天這個(gè)樣子，還是氧氣濃度有其它因素使其不再增加，正好達(dá)到這個(gè)平衡點(diǎn)？

在地球隨后十幾億年里，氧氣并沒有增加多少，而是達(dá)到了一個(gè)平衡21%，那時(shí)的海洋已經(jīng)全部氧化，前寒武紀(jì)海洋中的厭氧細(xì)菌、藍(lán)藻等微生物靠光合作用生存，死后變成有機(jī)質(zhì)，不斷積累，這種有機(jī)質(zhì)是有限的，積累速度和氧化速度之間已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)平衡。地球上的動(dòng)物是適氧而生，是大自然的選擇結(jié)果。

氧氣的猛增期前，還有過一次小的氧增事件，大約在地球形成后的20億年后，距今24億左右，發(fā)生了第一次氧氣增加的現(xiàn)象，此時(shí)的氧氣是低等藻類制造的，但很快被大氣中還原性氣體所消耗掉了。通過地質(zhì)層中的氧化物可以檢測(cè)出來，水中的有機(jī)質(zhì)不斷地消耗氧氣，導(dǎo)致海洋缺氧，水質(zhì)混濁。

這個(gè)研究成果與寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)期非常符合，不僅驗(yàn)證了前寒武紀(jì)海洋中存在著巨大有機(jī)碳庫，也解釋了有機(jī)碳庫的變化是導(dǎo)致前寒武紀(jì)末期地球上發(fā)生的幾次大規(guī)模冰川期的原因。這與生命大爆發(fā)也存在著一定的聯(lián)系，但無法進(jìn)一步解釋造成生命大爆發(fā)的原因，生命的爆發(fā)是依托基因和變異為基礎(chǔ)的，氧氣只是加快生命進(jìn)程的其中因素之一。

如果海洋中巨大的有機(jī)碳庫不被氧化，大氣中的二氧化碳就會(huì)越來越低，氣候就會(huì)越來越寒冷，變成冰凍星球。得益于有機(jī)碳庫的氧化，向大氣排放了大量的二氧化碳，使地球變得宜居起來，它作為氣候的調(diào)節(jié)作用也變?nèi)趿?，寒武紀(jì)之后的漫長(zhǎng)歲月里再也沒有發(fā)生過“雪地地球”那樣的極端氣候。相反，我們正在過多排放二氧化碳，使地球氣溫慢慢升高，到了失控的邊緣。