空氣中氧含量最高的時期是什麼時候？

01-07

如題，以及什麼時候開始下降的？下降的過程是一路滑到現在還是中途有波動？最好有文獻支持

非專業人士，憑記憶試答並稍作分析，拋磚引玉吧，請業內大牛指正。地球歷史上大氣層中含氧比重最高的時期有的研究認為可能是在石炭紀末到二疊紀初，或在石炭紀達到峰值，大約3億年左右。達到35%，目前是21%上下。

具體過程大約是：地球形成初期的二十多億年里，地球大氣處於負氧狀態，可能與熔岩冷卻消耗有限的氧氣有關。到24億年前地球上發生了一次「大氧氣事件」（GOE)，大氣層中的含氧量達到1-3%。有研究認為可能與疊層石發育有關（？）。此後近二十億年一直保持這種低氧比重直到7-6億年前，在這一億年間，大約是「雪球地球」時期結束後，又發生了一次大規模的「造氧事件」，目前推測是大陸普遍覆蓋著淺海濕地，藍藻繁殖迅速，使得氧氣比重從1-3%上升到10-12%左右。由於含氧量的提高，導致了「埃迪卡拉紀軟體生物興盛」，並進而促成了「寒武紀生物大爆發」。但當時大氣中的二氧化碳比重更高，氣候溫暖，大陸聚集在赤道附近，高大的蕨類植物生長茂盛，植物間的密度極高，樹與樹之間的間距甚至少於30厘米，在光合作用下，植物生長消耗二氧化碳，並吐出大量氧氣。由於木質素的形成，而分解植物的菌類尚未出現，導致大量的碳隨著植物的生命周期而被固化沉積到地下，使此後的石炭紀高質量煤礦的形成成為可能。與此同時，大氣中的二氧化碳比重下降，氧氣比重大幅度上升，在石炭紀後期達到地球歷史上大氣含氧比重最高的階段。

二疊紀末，大約2.5億年前，地球歷史上最嚴重的一次生物滅絕發生，90%以上的生物滅絕了，西伯利亞地區大規模的熔岩涌流，地殼內部的二氧化碳甲烷噴出，整個大氣層的構成改變，含氧比重急劇下降。直到三疊紀中期，地球環境才趨於穩定和改善，生物植物再次繁榮，氣溫升高，恐龍的時代來臨。這個繁榮一直持續到6600萬年前的白堊紀末期，在小行星撞擊優卡丹半島並形成CHICXULUB隕石坑之前，地球上已經再次開始地殼的破裂，發生在印度的德干高原地區，形成大規模的熔岩「省」。而小行星的撞擊更是加劇了地殼的變動，在此後的近百萬年里急劇地改變了地球的生態，造成了恐龍的滅絕和哺乳動物的興起。同時，大氣成分中的構成也再次發生改變，氧氣的比重逐步下降到目前的水平。

WIKI里有一張十億年氧氣比重變化圖，附上。此圖雖在歐美教科書和科普文章中被廣泛引用，但其實並非來自正式文獻。謝湛盧老師提醒，另外在德語WIKI中有德國魏格納研究所的某博士對此圖註解說：此圖十分完美，但非正式文獻，若作正式研究使用要謹慎。我查了一下，似乎是出自PNAS 1999年11月28日期刊上 Robert A. Berner 的論文：Atmospheric oxygen over Phanerozoic time 所以僅作科普的話，基本上還是可以作參考的。

又找到一張6億年的。此圖出自華盛頓大學古生物學教授PETER WARD的專著「Out of Thin Air - DINOSAURS, BIRDS, AND EARTH』S ANCIENT ATMOSPHERE」pp.30

供參考。令人困惑的是這幾張圖的氧氣峰值似乎都是標在二疊紀，而非WIKI所確定的石炭紀。

找到一篇與圖有關的「文獻」，剛在網上搜的。Dr. Vincent Gray on historical carbon dioxide levels

本文的修改得到知乎古生物大牛湛盧老師的幫助，特致謝。希望得到更多的業內外老師的指正，先謝。

嗯，正解，阿木林就是牛人。當然，最好只看氧氣變化的那些表，至於演進的故事現在還有很多爭議，什麼隕石撞擊論。

肯定的是氧氣的變化與生物的發展息息相關是真，所以生物出現可以是氧氣事件的一個側面證明。

因為現在的觀點和材料和很多，我自己也很混沌。例如阿木林文中的：

「二疊紀末，大約2.5億年前，地球歷史上最嚴重的一次生物滅絕發生，90%以上的生物滅絕了，西伯利亞地區大規模的熔岩涌流，地殼內部的二氧化碳甲烷噴出，整個大氣層的構成改變，含氧比重急劇下降。直到三疊紀中期，地球環境才趨於穩定和改善，生物植物再次繁榮，氣溫升高，恐龍的時代來臨。這個繁榮一直持續到6600萬年前的白堊紀末期，在小行星撞擊優卡丹半島並形成CHICXULUB隕石坑之前，地球上已經再次開始地殼的破裂，發生在印度的德干高原地區，形成大規模的熔岩「省」。而小行星的撞擊更是加劇了地殼的變動，在此後的近百萬年里急劇地改變了地球的生態，造成了恐龍的滅絕和哺乳動物的興起。同時，大氣成分中的構成也再次發生改變，氧氣的比重逐步下降到目前的水平。」

現在有人不贊成「90%以上的生物滅絕了，」呵呵，這個確實很難說，因為遠古的化石一是最難保存，很多沒有「硬體」可存，二是存下來後期也容易破壞。三是生物演化規律尚有爭議，達爾文主義與「生物大爆炸」並存。例如鳥類的遠祖現在基本確定為恐龍中的一部分。所以，原來有多少，怎麼演化的，到底滅沒滅絕？現在還說不清楚。還有賴於地質工作者，從地質工作中尋找更多的證據。

我怎麼覺得這個問題有點歧義呢。。我初看題目以為是問一天中含氧量最高的時段。。是我理解問題吧？

沒注意加了話題史前生物和地質學

Lyons, T.W., Reinhard, C.T. and Planavsky, N.J., 2014. The rise of oxygen in Earth/"s early ocean and atmosphere. Nature, 506(7488), pp.307-315.

Berner, Robert A. "Phanerozoic atmospheric oxygen: New results using the GEOCARBSULF model." American Journal of Science 309.7 (2009): 603-606.

應該是石炭，被子植物開始的時候，多煤層說明碳氧多。有專門的論文，懶得找。。之前聽過一個教授的報告來著

恐龍時期，所以那時期生物都那麼大！