目前地球大氣氧含量約為21%，不同地區會有細微差別，歷史上大氣中氧氣達到35%，也曾低到10%左右。地球大氣中的氧含量是不斷變化的。遠古時期的大氣中氧氣不能穩定存在，會與地球岩石圈物質發生反應固定下來，科學家們就可以透過分析不同時期的地層岩石、結晶鹽、甚至是琥珀中的氣體來分析地球歷史上大氣中的氧含量，也可以透過古老冰川、洞穴中被封存的氣體進行一些分析，地球歷史上存在的大量植物使大氣中的氧含量不斷變化。物種的生存受環境的影響非常大，地球大氣中的氧氣主要來自海洋植物，浮游植物雖然個體微小，但總體數量十分龐大，海洋表面積也十分龐大，在海水錶面分布的浮游植物能更好地進行光和作用。因為個體微小，相互之間的遮蓋不像草木那樣多，水體也會能很好地折射、散射光線，至於也能相對更好地進行光合作用，釋放更多氧氣。但也因為如此，地球環境受海洋的影響也比較明顯。海水溫度的變化會影響浮游植物的生存，而火山噴發、溫室氣體含量增加等因素都會影響地球溫度，最終影響到植物生存，使地球大氣中氧含量一直在變動之中。

現代地球大氣層氧氣含量是最高水平嗎？

或許跟大家想象的完全不一樣，地球大氣層含氧量最高的年代並非現代地球，而是約3億年前的石炭紀末到二疊紀初，當時的含氧量約35%。

石炭紀末與二疊紀初的高含氧量導致地球上的所有生物變得異常巨大，當時的二氧化碳含量也比較高，再加上當時溫暖溼潤的氣候，動植物都非常高大。在地球初期，大氣層含氧量是極低的，一致到24億年前含氧量突然升高到3%左右，科學家認為與地球上疊層石的發育有關。

疊層石是是由藻類在生命活動過程中，將水的鈣、鎂碳酸鹽及其碎屑顆粒粘結、沉澱而形成的一種化石。隨著季節的變化、生長沉澱的快慢，形成深淺相間的複雜色層構造。由於大量藻類的生長才導致了地球初期含氧量的增加。

一直到5億年前的寒武紀又一次氧含量大增長，科學家認為當時的大陸普遍覆蓋著淺海溼地，藍藻迅速繁殖，使得大氣層中氧含量比重從1-3%上升到10-12%左右。由於含氧量的提高，或許直接導致“寒武紀生物大爆發”。到了石炭紀時期，大量植物生長消耗二氧化碳，排出巨量的氧氣，而且當時並無分解木質素的菌類，導致二氧化碳直接被固化在了植物體內，並在後期的地質運動中成了高質量的煤炭

高質量的石炭紀煤層，石炭紀的煤約佔煤炭蘊藏量的50%

二疊紀後期含氧量是如何下降的科學界一直難以有統一的說法，比較靠譜的猜測是一場閃電引發了全球性的大火災（但是石炭紀到二疊紀上億年的時間就沒有一場閃電？），事後大氣含氧量降低，能分解木質素的菌類也開始發展，固化的二氧化碳也能重新進入大氣迴圈，逐漸將氧氣含量穩定在了這個水平。

氧含量並非越高越好，比如我們人類當前適應能力就是大氣層中的含氧量，過高則會氧中毒，過低則會氧氣不足而發生高原反應。我們人雖然環境適應性很強，但在強大的大自然面前依然非常脆弱，別一不小心把地球玩壞了，各位可是要好好保護環境哦。

當然不是。

地球有兩次含氧量的高峰期，一次發生在三億年前，另一次則發生在大約一億年前。不妨，來看看地球含氧量的變化圖。

圖示：以百萬年為單位，地球含氧量在距今大約七億到六億年前，地球含氧量開始快速上升而在距今大約三億年的時候，達到迄今為止的巔峰值，含氧量高達35%！

而在地質學上，距今三億年前為石炭紀，今日我們所用的煤炭則來自這個時期，該期各類植物異常繁榮，其殘骸構成了今日的煤炭儲備，同時也導致氧氣水平直線上升，達到前所未有的高峰。這是因為，當時的大氣中含有有大量二氧化碳，全年的環境溫暖。促進了植物的光合作用。當時，有些蕨類植物都能長到20米或更高。

伴隨著大氣中氧氣濃度的劇烈增加，已經出現的昆蟲也發生了體型的巨大化。超出人們想象的巨大昆蟲。比如巨蜻蜓般的生物Protodonata，翼展接近一米寬，而那時候已經出現的節胸蜈蚣屬，則更加可怕。

為了檢驗，高氧環境真的能讓昆蟲長得更大，現代研究人員在實驗室中模擬了不同的氧氣環境。科學家範登布魯克斯（VandenBrooks）在三種不同的環境中飼養昆蟲，模仿各種氧氣濃度：12％的氧氣； 今日的21％和石炭紀時期的31％。

第一批進行實驗的昆蟲是果蠅和甲蟲。甲蟲立刻響應高氧環境，並長得更大。而蜻蜓也同樣對高氧水平發生反應，長到比正常氧氣水平大15％。與此同時，在低氧環境下，蜻蜓的體積比今天的典型尺寸小20％。