地球历史上，导致地球大气氧含量演化的原因是什么？

大气的含氧量主要是以下几个阶段的变化第一个阶段大气含氧量曾从约1亿4千万年前26%逐渐上升到约6500万年前最高35%

第二个阶段突然下降,最低曾经到约17%；以后逐渐上升

第三个阶段4000万年前恢复到约22%后,经过向下波动后逐渐稳定到目前20.9%的大气含氧量水平.

有意思的是6500万年前正是恐龙突然灭绝的年代，所以我们可以猜测当年那颗毁灭恐龙的小行星也剧烈改变了地球大气的氧含量。

而现在我们的大气中的自由态含氧量正在稳定的下降.这没有什么奇怪,因为每增加一个二氧化碳分子意味着锁住两个氧原子,而自由态氧的下降多于二氧化碳锁住的氧量.也就是说氧气转化为二氧化碳了.此消彼长

而植物又在进行光合作用不断的把二氧化碳转化为氧气，所以大气的含氧量目前一直在百分之二十一左右

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为什么从石炭纪开始，地球上的氧气浓度就一直在下降呢？

提起石炭纪，大家最熟悉的名字应该就是“巨虫时代”了，确实，在石炭纪，昆虫的体型达到了生物进化史上的峰值，出现了半米多长的蝎子，翅膀展开接近一米的蜻蜓等等。而这些巨型昆虫的成因与石炭纪的氧气浓度有很大的关系，从整体上看，石炭纪的氧气浓度是从低到高，然后再从高到低递进的。那么，是什么让石炭纪的氧气浓度发生变化呢？我们简单地来聊一下这个问题。

首先，我们来看一下石炭纪的氧气含量为什么会增加？科学家们通过对地球上不同年代地质层中的放射性同位素分析发现，在距今约3.59亿年前-2.99亿年前的这个时间段内，地球上大气中氧气的含量曾经一路飙升到达过35％，相比较现在大气中氧气的含量（21％）高出了约1.5倍。这究竟是怎么回事呢？

首先，任何时期的氧气含量并不是一蹴而就的，而是有一个漫长的变化过程，石炭纪的氧气含量也是如此，从进入石炭纪开始，氧气含量一直缓慢的增加，直到距今约3亿年前到达了峰值。

其次，石炭纪的氧气增加与上一个地质年代泥盆纪（距今约4亿年前-3.6亿年）打好的基础是分不开的。在泥盆纪的中期，虽然“褶皱造山”（地壳运动的一种）停止了，但是海西运动（地壳升降）并没有停止，这就造成了大量的陆地裸露了出来。到了泥盆纪的后期，蕨类植物在陆地上已经具有了相当的规模。

到了石炭纪，尤其气候温暖湿润，有利于植物的生长，所以蕨类植物进一步地扩大了在陆地上的覆盖面积，根据科学家对石炭纪早期的地质层的研究发现，当时蕨类植物几乎覆盖了地球陆地的超过95％。植物的大面积覆盖，再加上阳光的照射，植物的光合作用开始吸收二氧化碳，释放氧气，此时，大气层中各种气体的比例开始了剧变，到了石炭纪的中期，由于植物光合作用的影响，大气中氧气的占比达到了35％。

有了植被，适宜的环境，到了石炭纪中期出现了无翅昆虫，之后昆虫们慢慢演化出了翅膀，并且在超高的氧气含量下，加上当时陆地上的昆虫几乎没有天敌，最终让它们的体型也达到了史上的峰值，形成了著名的“巨虫时代”。

石炭纪后期的氧气含量为何持续降低？石炭纪后期的氧气含量开始下降与一个大事件有极大的关系，它就是石炭纪生物大灭绝。这次的灭绝事件发生在距今约3.05亿年前，而且该灭绝事件与石炭纪雨林崩溃事件有着直接的关系。

石炭纪从距今约3.59亿年前开始，经过了五千多万年的沉淀期，蕨类森林几乎占据了整个陆地，只要有森林的地方就会有枯枝落叶，况且在几千万年的时间中，石炭纪的陆地上由于枯枝和落叶的发酵已经形成了一定的煤矿层。就是这个变化，为石炭纪雨林崩溃事件埋下了伏笔。

由于石炭纪的地壳运动并没有停止，地壳运动使得地幔的岩浆由于的活跃，岩浆的高温将地下的煤炭点燃，火山的喷发导致了地面上的枯枝落叶燃烧，再加上石炭纪密度较大的氧气的助燃，大火一旦被点燃，就是大规模的，而且时间持续也非常的长。

正是因为大火，导致了雨林的崩溃，进而导致了巨虫时代的落幕。而燃烧是需要消耗大量的氧气，释放大量的二氧化碳的，所以，在石炭纪的后期，大气中二氧化碳的浓度为0.08％，是现在二氧化碳浓度的接近3倍。这就是石炭纪后期氧气含量持续降低的原因。

当然火山喷发和岩浆活动只是科学地推断之一，在目前的科学家还有一个说法就是在石炭纪的后期，地球曾经进入过一次短暂的冰河时代，冰河时代的来临，终结了石炭纪时期的雨林时代，地球上的环境开始变得干燥。干燥是森林大火的主要诱因之一，因为无论是打雷、小型的火山喷发在干燥的森林中都能造成大火。

因此，石炭纪的氧气浓度降低是发生在末期的，而这次的降低于全球性的大火有关，不过大火的起因目前有两个主流的说法：一个是岩浆，一个是干燥。

总结石炭纪是地球史上氧气浓度最高的时期，这是因为陆地上几乎都被蕨类森林覆盖的原因，但是，在整个石炭纪，氧气浓度并不是一直很高的，到了石炭纪末期，大火不但摧毁了雨林系统，还带走了无数的“巨虫”和氧气，将“巨虫时代”彻底的终结。