24.5亿多年前，地球是一个我们无法辨认的地方。但对于当时生活在这个星球上的绝大多数微小生物来说，一切都还算不错；至少，直到蓝藻开始繁衍。
因此，这些光合细菌开始产生氧气——氧气如此之多，以至于这些微小的微生物引发了“大氧化事件”，将氧气注入我们的大气层。
“你可以说这是地球历史上最大的中毒事件，”英国利兹大学的生物地球化学家 Simon Poulton 说。
这场事件对地球上无数的厌氧细菌（能够在没有氧气的情况下代谢食物）来说是致命的，导致了一次大规模的灭绝。但氧气的注入对人类和今天我们看到的许多动物来说是必不可少的。
“这是我们星球历史上最重大的环境事件，”Poulton补充道。
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现在，根据 Poulton 和他的同事在 2021 年《自然》杂志上发表的研究，大氧化事件是间歇性发生的，而且比研究人员之前认为的持续时间要长一些。
新鲜空气
科学家们仍在争论第一缕“氧气”的出现以及氧气何时在我们的星球上变得更加稳定。今天，关于古代微量氧气的证据稀少，因为没有太多容易获得的、保存完好的岩石能够提供其存在的确凿证据。
大氧化事件始于大约 24.5 亿年前的古元古代。此前，研究人员认为这一时期仅持续了约 1.13 亿年，于 23.2 亿年前结束。
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Poulton 说，这是一个动荡的时期，其特点是多次冰川作用，整个星球都被冰封，有时被称为“雪球地球”。“如果你乘坐时间机器回到其中一次冰川作用时期，你会感到无法忍受的寒冷。”
Poulton 说，强烈的冰川作用时期很可能是由于氧气水平的上升引起的。但一旦海洋被冰覆盖，海洋中蓝藻的生产力就会再次下降，意味着氧气减少。最终，火山活动在大气中产生的温室气体堆积融化了大部分冰。这些间歇性的冰川作用后的时期可能比我们今天的世界还要温暖。
间歇性氧气
Poulton 和他的同事开始研究南非特兰斯瓦尔超群中的古代岩石。这些岩石的年代可以追溯到研究人员认为大氧化事件停止的时期以及之后。他们测量了从岩石钻孔中提取的多种硫同位素。
“我们得到的结果非常有趣，也有些令人惊讶，”他说。硫同位素显示出几次波动，表明大气在距今约 22.2 亿年前才变得稳定。这意味着大氧化事件可能比之前认为的持续了 1 亿年。
Poulton 说：“这确实是一个更长的时期。”他补充说，尽管它的名字暗示只有一个单一的事件，但实际上大氧化事件涉及多个事件。
一旦事件结束，氧气含量之后相对稳定下来，尽管更复杂的生命形式的进化仍然花费了很长时间。直到前寒武纪末期——大约 54.1 亿年前——地球才经历了第二次主要的氧气水平上升，在此之前是一个漫长的时期，Poulton 和其他地质学家称之为“无聊的十亿年”，生命进化速度要慢得多。
