据美国地质调查队〔USGS〕的政府网站介绍∶

http://minerals.cr.usgs.gov/gips/na/0amber.htm

-- ……我们如何断定地球大气过去情况如何？最近，美国地质调查队〔USGS〕的科学家们利用气体四极质谱仪〔QMS〕从古代琥珀样品确定古代大气的含氧量。由松树变成化石的树脂变成的琥珀，成为封存昆虫、小动物、以及植物的陷阱，保存它们通过地质年代，成为当代科学家非常有兴趣进行研究的对象。

-- 古代松树生长过程中不断流下的松脂亦可能瞬间封闭住古代大气的气泡，在琥珀中保存到现在。对这些气泡中的气体进行的分析，表明6700万年前地球大气中的含氧量曾经高达35%，比现在大气含氧量大约21%高许多。这是美国地质调查队〔USGS〕的科学家们，对后垩纪〔Cretaceous〕、第三代〔Tertiary〕与近代琥珀进行300多次气体分析后获得的结果。这次研究中的最古老的琥珀的年代达1.3亿年前。

据美国密歇根州大学〔University of Michigan〕“全球变化计划”网站“大气发展∶成份、构成与能源”〔Evolution of the Atmosphere: Composition, Structure and Energy〕介绍∶

http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/samson/evolution_atm/

-- 地球上宏观生命的历史分为三个巨大的时代∶古生代〔Paleozoic〕、中生代〔Mesozoic〕和新生代〔Cenozoic〕。每个时代又分为若干个阶段。古生代后半期，其中泥盆纪〔Devonian〕终止于大约3.6亿年前；石炭纪〔Carboniferous〕终止于2.8亿，而二叠纪〔Permian〕终止于2.5亿年前。

-- 根据最近的地球化学模型，相信地球大气含氧量曾经上升到35%，后来在1.2亿年的阶段内降至15%，该时期结束于发生一次生物大灭绝的二叠纪〔Permian〕末时结束。大气含量出现这样大的波动，通过增强呼吸这样依赖于扩散的过程，造成惊人的生物后果，导致像蜻蜓、蜈蚣、蝎子和蜘蛛长到非常大的尺寸。化石记录表明，某种蜻蜓的展翼曾达到2.5英尺。

发表在最近出版的《科学》杂志上的一项新研究表明∶

http://tech.sina.com.cn/d/2005-04-19/1513587203.shtml

-- 2.5亿年前，稀薄的空气可能迫使动物从高纬度地区撤离，聚集到低地，对地球上有史以来最大规模的物种灭绝起到了推动作用。

-- 2002年，美国耶鲁大学的地质化学家Robert Berner计算得知，6亿年前的大气氧含量与现在相近，约为20%，直到4亿年前一直相当稳定，大约3亿年前，氧含量突然升高到30 %，随后在2.4亿年前骤降到12%。

-- 西雅图华盛顿大学的进化生理学家Raymond Huey和古生物学家Peter Ward表示，对那些措手不及的动物来说，正常的氧气供应减少了大半，所造成的影响是深远的。他们指出，每种动物都有自身的最低需氧量。这就是每个物种在某个特定海拔高度以上便无法生存的原因。例如，在秘鲁安第斯山脉，人类生存并繁衍的海拔高度不超过5100米。Huey表示，因此“如果氧气浓度为12%，那么海平面的生存环境就和海拔5300米的地方差不多了”。

美国伍德罗·威尔逊国家奖学金基金会〔The Woodrow Wilson National Fellowship Foundation〕的网站上“大气∶化学成份与构造”〔THE ATMOSPHERE:CHEMICAL COMPOSITION AND STRUCTURE〕指出∶

http://www.woodrow.org/teachers/esi/1998/p/atmosphere/

-- 二氧化碳是地球大气中第五种量最大的气体。火山爆发、生物生长与矿物燃料燃烧、水泥生产过程以及森林着火时均造成二氧化碳进入大气。植物的光合作用以及溶解于大海则造成二氧化碳减少。在海洋中，部分二氧化碳与水反应生成碳酸。参看附图，地球大气二氧化碳含量在过去300年期间增加了25%。

根据刊载在4月15日《科学》杂志上的一项新研究∶

http://www.oursci.org/news/2005/041802.htm

http://www.chinainfo.gov.cn/data/200504/1_20050419_108690.html

-- 稀薄的大气在2.5亿年前驱使动物们从高海拔地区蜂拥至低洼地带，这可能是造成我们星球历史上最大规模物种灭绝的帮凶。

-- 2002年，耶鲁大学的地球化学家Robert Berner计算出，在过去的6亿年中，大气含氧量在最初的2亿年时间中都保持在接近目前水平的浓度即20%，直至4亿年前，大气含氧量突然显著上升并在3亿年前达到30%以上，之后又在2.4亿年前下降至12%的水平。

-- 华盛顿大学西雅图分校的进化生理学家Raymond Huey和古生物学家Peter Ward表示，对毫无准备的动物们来说，失去一大半正常给氧量会产生大范围的影响。他们指出，每个物种具有自己的最低需氧量，正是这一点决定了每个物种的最高生存海拔。例如在秘鲁的安第斯山脉中，人类就只能在海拔不高于5.1千米的地带繁衍生息。所以，“如果氧气浓度只有12%，生活在海平面就会像是生活在5.3千米的高度一样。”Heuy说道。

-- “陆地生物灭绝很大程度上可以用这一原因来解释，”Ward说。

《中国科技信息网》《氧气缺乏是史前物种大灭绝的祸首》∶

http://www.chinainfo.gov.cn/data/200311/1_20031110_68606.html

-- 美国华盛顿大学的古生物学家们2003年11月上旬表示，最新的研究证据表明，在距今1.75-2.75亿年之前的期间中，地球表面大气层中氧气含量与今天相比要低得多。再加上当时火山爆发带来了大量的甲烷气体，因而给地球表面造成了强烈的温室效应。科学家们认为，正是氧气缺乏及温室效应两种因素造成了这个期间物种出现了大量灭绝的现象。

-- 在距今1.75-2.75亿年之前的期间中，地球表面大气层中氧气含量与今天相比要低得多。打个简单的比方，如果今天的人类回到那个时代，则他站在海平面的高度也会感到呼吸困难，就如同我们今天在海拔很高的山顶上感到呼吸困难一样。再加上上述的温室效应现象，使得在地球的上述年龄期间，地球上的物种出现了两次大灭绝现象，而其中的一次竟然导致了当时地球表面90%物种的灭绝。

小结∶

-- 从地球发展史上看，地球大气中的氧并非地球大气初步形成时就有，而是地球生物圈中植物吸收水与二氧化碳光合作用的副产品；

-- 地球发展史中大气中的氧气积累到相当含量之后，大气含氧量并非稳定，曾经发生过重大波动，从最高大约35%显著降低到15%。

-- 地球大气含氧量发生重大波动时，对地球生物圈造成重大影响。6500万年前地球大气含氧量显著降低的阶段正好也是恐龙灭绝的年代。

-- 地球大气的发展历史中，科学家们对于何时大气含氧量最高，大气含氧量何时突然下降，大气含氧量最低又下降到什么水平，一直有不同的见解。

-- 但是，在地球大气的发展历史中，对于大气含氧量是不稳定的，曾经发生过波动，甚至重大的波动，而且大气含氧量这种重大波动对于生物圈发生重大影响，成为不同种类生物种群的灭绝的重要原因等，绝大部分科学家的见解一致。

-- 地球大气二氧化碳含量在过去300年期间增加了25%。

接续后篇∶

〔4〕1968年生态学家就对大量燃烧矿物燃料将造成大气含氧量降低向世人提出警告