本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
深吸一口气。大约有一千万亿个分子的大气正在挤过构成您肺部的复杂支气管和细支气管树。这些分子中约有 21% 是化学键合的氧原子对。其中大约四分之一将被红细胞血红蛋白中饥饿的铁原子捕获。
这些一千万亿个氧原子很可能在过去十亿年的大部分时间里在生物体内循环进出。共同的主线是，它们都通过产氧光合作用过程被释放到地球大气中，这可以说是达尔文进化四十亿年实验中最伟大的胜利之一。
这是一个伟大而简洁的叙述。但是，如果我们仔细观察地球上游离氧的历史，事情就会变得复杂得多。
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直到大约 24.5 亿年前，地球大气中几乎没有氧气。然后，像蓝藻这样的生物体中出现了产氧光合作用，提供了一种天然来源。但地质和地球化学证据告诉我们，接下来发生的事情并非特别简单。
尽管我们将 24 亿到 22 亿年前的时期称为大氧化事件，但实际上它将大气中的氧气含量从零提高到仅为现代水平的十万分之一。在接下来的十亿年里，这种浓度设法向上爬升，可能达到现代水平的千分之一到十分之一之间。然后，在大约 8 亿到 5.4 亿年前，所谓的新元古代氧化事件中，氧气含量大幅上升，使地球的氧气含量可能达到目前水平的 50%。但这并非平稳过渡，随着氧气从深海区域来来往往，似乎存在随时间变化的波动，包括脉冲式事件。
最终，在 4.5 亿到 4 亿年前之间，氧气再次出现激增，最终使我们接近今天的水平。
长期以来，一个问题是，是什么原因导致了地球氧气库存增长的这一特定步骤。人们为不同阶段调用了各种机制，包括构造活动和生物创新引起的巨大且不可预测的变化。但也一直有人怀疑，氧气浓度复杂历史的某些方面可能是由于相当容易理解的过程造成的。简单地将氧气放入任何系统都会引发化学和物理变化。有些会暂时吸收氧气，另一些则可以为化合物在行星生态系统中移动解锁新途径。
现在，Alcott、Mills 和 Poulton 的一项新研究，发表在《科学》杂志上，为地球氧合作用的“阶梯式”性质提供了一个相对简单的解释。他们使用多层计算机模型证明，事态的发展可能仅仅是地球上一些众所周知的长时标反馈循环相互作用的结果，这些循环涉及碳、氧和磷。
这些生物地球化学反馈包括磷作为海洋生产力的限制性营养素的作用、海洋中的氧气量、海洋沉积物中有机碳的埋藏以及地表岩石的风化。与所有相互关联的反馈回路一样，即使它们逐渐运行，它们的相互作用也可能导致系统中的快速波动。
最重要的是，地球上氧气上升的测量历史，及其特定形式和变化，都可以通过这些循环轻松解释。似乎没有必要调用“外部”事件来解释我们是如何达到今天的水平的。
至关重要的是，这表明一旦类地行星“获得”了产氧光合作用，那么它最终拥有富氧环境只是时间问题（尽管可能需要很长时间）。并且它可能会在此过程中经历一系列变化和事件，所有这些都可以用已知现象来解释。
换句话说，宇宙中富氧岩石世界的几率可能刚刚上升。