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1011克/年）計算需要3x109年。同時大氣中氧的積累受到大氣中還原氣體的制約。水光解產生的H2逃逸出地球，而早期產生的O2因氧化火山氣體中的CO ； CH4 ； H2 S等還原型氣體而消耗，到火山作用漸漸減弱，才使氧氣得以有所蓄積：根據地球歷史中岩石記錄資訊，距今年開始出現的最老紅層和鱺狀赤鐵礦層，可以說明大氣中的氧氣已經有了一定的水平，這時大氣中氧的含量低於現代的水平；顯生宙以來，特別是綠色植物中水的光解作用大規模出現後，綠色植物進行光合作用則地球上大氣中O2；CO2與生物碳之間有如下關係：
光合作用：
nCO2＋mH2O＋光能 Cn（H2O）m＋nO2
呼吸作用：
Cn（H2O）m＋O2 nCO2＋mH2O
由此可以看出：植物光合作用生產一摩爾的有機物的同時產生一摩爾的氧氣，而呼吸作用消耗一摩爾的有機物時也需要一摩爾的氧氣，所以現存於地球上的有機碳的摩爾數即為生物氧的生成量。
年大規模的鹵化物和硫酸鹽蒸發沉積可說明氧含量的增高；到年，兩棲類的出現，大陸植物的出現等表明大氣中氧氣的含量已經達到了一個較高的水平，我們認為這是大氣Po/Pco2的一個重要轉折時期。另外，黃鐵礦的埋藏、沉積與風化過程也是大氣中O2的控制因素。
黃鐵礦的埋藏和風化方程：
2Fe2O3＋16Ca2＋＋16 HCO3＋8 SO42 埋藏風化 4FeS2＋16CaCO3＋8H2O＋15O2
金屬硫化物沉積的pH值為4。 5左右，出現在地史演化中的20億年以後，所以在此之後的黃鐵礦的埋藏風化對大氣中氧的演化起著重要作用。據Rober和Donald（1989）對地球顯生宙以來大氣中氧氣含量演化的研究，得出如圖5所示的關係。
2、海洋的演化
目前已知最老的沉積岩年齡為（） x 109年，那麼海的形成時代應在40億年左右，隨著地球吸積增生作用的基本結束，地外物體的撞擊作用急劇減少，撞擊能量通量也不斷降低，使大氣中的氣態H2O逐漸冷凝形成大氣降水降落地表，進而形成海盆、海、海洋。
海水的演化過程主要表現在海洋麵積的擴大、海水pH值的變化、海水鹽度的變化等方面，其中海洋麵積的變化主要在海洋出現早期，隨著H2O的冷卻，海盆擴大、各海盆相互連線成洋，以及後來的地表差異升降作用而最終使海底與大陸的相對高差增大（現代最大相對高差近20km ）。海水的鹽度自顯生宙以來沒有大的變化，早期海水鹽度的變化主要是火山的酸性氣體溶於水及對海底岩石的風化作用使岩石的陽離子帶出，顯生宙以來海水的鹽度變化不大。
原始海水的pH值約為（陳福等，1985），而現代海洋海水的pH值為8。 2左右，可見海水經歷了一個從強酸性的原始海水到弱鹼性的現代海水的演化過程。海水pH值的演化可分為酸性和弱鹼性兩大階段。由地史早期海水的pH值的演化規律可看出20億年以前為強酸性的逐漸弱酸性化，20億年以後海水則由弱酸性向弱鹼性演化。控制海水pH值變化的因素有以下幾個方面：
1）火山噴出的酸性氣體使海水呈酸性，原始海水的pH值取決於原始火山氣體的組成，據A。 B。格拉多夫（1962）基於對隕石中氣體組分的研究認為在整個地內脫氣過程中氣體的組成不會發生大的變化，特別是酸性氣體，可將現代火山氣體近似地看做原始的火山氣體。未被汙染的火山氣體大致具有相同的氣體組成；
2）地質歷史中大氣CO2的積累。演化到26億年左右，大氣中CO2分壓達到30個大氣壓，與其平衡的海水pH值為3。 5左右；
3）大陸岩石的風化使海水pH值增大，組成地殼的岩石是弱酸鹽，它們的風化水解出OH…
3、大氣圈、水圈演化與地核心能的關係
長期以來，地球形成以後地球環境演化的機制是地質地球科學家一直在探索的課題之一，許多學者曾做過研究，但均未形成統一的認識。地球物質的演化主要依賴於以核轉變能占主導地位的內生能；綜合有關地質歷史發展各階段的資料，並根據地球內部核轉變能在整個地史演化中的變化規律可得出地球演化的階段性的認識以及演化階段的放射性年齡資料峰值“幻數”—3。 5 x
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