为什么石炭纪的大气中有这么多氧气?

Question

即使空气中所有的二氧化碳(占大气的不到1%)都被植物吸收了，难道大气中不仍然有21%的氧气吗?为什么石炭纪的大气中有35%的氧气?

Answer 1

石炭纪是木本植物开始生长的时期。非植物生物还没有进化出消耗木质素的能力，木质素是木本植物“木质”的关键化学成分。木质素相当难分解。尽管火山活动频繁，但在石炭纪期间，二氧化碳水平下降了四倍多，从该时期开始时的16倍以上下降到该时期结束时的不到四倍。

最终的结果是氧气含量逐渐增加，大量当时不可消化的物质沉积，最终变成了煤。

Answer 2

为了补充@DavidHammen的回答和解决问题“这么多氧气是从哪里来的?”我将详细阐述大卫的最后一句话

最终的结果是氧含量逐渐增加

对于“这么多氧气从哪里来?”的简短回答是:主要来自火山$ \ ce{二氧化碳}$．

为了理解这一点，我们必须考虑大气的量$ \ ce{二氧化碳}$由源和汇控制。在地质时间尺度上，主要来源为火山活动，主要汇为硅酸盐风化．在这种情况下，需要考虑的关键点是源是独立的$ \ ce{二氧化碳}$浓度与汇成正比$ \ ce{二氧化碳}$浓度(以及其他因素，如温度或暴露的硅酸盐岩石表面)。

因此，如果你有强烈的光合作用活动，就像@DavidHammen描述的那样，你可以降低大气$ \ ce{二氧化碳}$浓度，因此减少了天然硅酸盐风化下沉的摄入量，同时增加了大气氧气浓度。在此期间，火山不断喷发$ \ ce{二氧化碳}$进入大气，植物不断将其转化为氧气。如果你保持这种状态足够长的时间，你可以把氧气含量提高到你想要的高度。不过，在某些时候，其他的反馈会开始发挥作用，以保持氧气水平。例如，在富氧的大气中，野火将更加普遍和广泛，提供了一个稳定的反馈，保持两者之间的平衡$ \ ce {O2} $而且$ \ ce{二氧化碳}$．

实际上，在这种情况下，植物将取代部分的风化汇的贡献$ \ ce{二氧化碳}$．明显的不同是，氧气没有被冲到深海(并最终俯冲)，而是堆积在大气中$ \ ce {O2} $因此，它在大气中的浓度慢慢上升。