地球这颗行星确实有些令人印象深刻的优点。（必须说，差评主要集中在其员工和顾客上。）高居福利清单榜首的是富含氧气的大气层，但这并非一夜之间发生的——它花了数十亿年的演化才造就了一个适合像我们这样的动物生命的世界。
科学家们对氧气增加的原因有很多想法，而且其中几个很可能是正确的。生命是故事的一部分，光合生命不断产生氧气。固体地球的化学也发挥了作用，既通过支持光合生命，也通过反应在大气和地球深处的岩石之间穿梭氧气。
由成都理工大学的石伟领导的一项新研究表明，俯冲——即构造板块消失到地球内部的过程——变化的证据与氧气跃升的时间点吻合。地球随着时间的推移逐渐冷却，其早期历史的零星残余表明，主要地质过程因此发生了相当大的演变。早期，寒冷、致密的表面岩石会穿过炽热的地幔岩石下沉，其方式与现代板块构造几乎毫无相似之处。我们周围的陆地是45亿年长的建筑工程，因此需要想象力来描绘早期存在的东西。
这不是一条平滑、线性的演化路径——地质历史中似乎存在转折点。地球大气层的氧化也不是线性的。它始于大约24亿至20亿年前的大氧化事件期间的跃升，然后停滞，直到8亿至5亿年前恢复。第三次增加发生在4.5亿至2.5亿年前，将我们带到了现代氧气水平。
研究团队的想法是，俯冲的变化可能通过控制有多少碳和硫——两者都爱和氧结合——被带入地球深处，从而影响大气中的氧气。当地幔更热时，碳和硫不会随着俯冲岩石深入很远；它们被释放到浅层地幔，并很快通过火山返回，准备捕捉任何勇敢的氧分子。相反，板块潜入较冷的地幔会保留更多的硫和碳。
在俯冲岩石返回地表的地点，其中的矿物和微妙的化学告诉我们它们经历的温度和压力。通过比较这些数据，该团队拼凑出了俯冲历史的广泛图景。如果假设成立，你会期望在氧气增加的同时出现较低温度的俯冲。
数据似乎确实吻合。较低温度的俯冲出现在22亿至18亿年前，然后，在中断之后，主导了最近的8亿年。较早的时期与最初的大氧化事件吻合；较近的时期涵盖了第二次和第三次氧气跃升。（中间的时间在地质学中被称为“无聊的十亿年”，因为……似乎没发生什么事。）通过基本化学模型运行这段历史，研究人员发现他们可以大致重现氧化的时间线。
他们说，故事的开始可能是早期超大陆哥伦比亚的聚合。随着陆地高于海平面，侵蚀可以向海洋输送足够的营养物质，以支持大量的光合蓝藻——这在富含有机碳的海底沉积岩中可见。哥伦比亚的破裂与较低温度俯冲的第一个迹象一致，这将使更多的有机碳和碳酸盐被俯冲到深部地幔。
然后是无聊的十亿年，当时甚至地幔对流和板块运动似乎都很缓慢。但之后，冈瓦纳和泛大陆的形成和破裂将我们带向了今天的构造板块地图。