地球上的氧气主要来自两个方面。第一，源自于植物的光合作用。就是植物的绿叶在阳光照射下，利用叶绿素，将空气中吸收来的二氧化碳和从根部运来的水转化为淀粉、葡萄糖等有机物，并且释放氧气。每年全世界的绿色植物会从空气中吸收大量二氧化碳，并产生相应体积的氧气。第二，源自于非生物参与的水的光解，也就是水被光分解出氧气，这是消耗能量的反应。
在无生命迹象的地球早期，存在少量氧气，即稳定的基态氧分子。但显然这些氧气不是通过光合作用而来，那么，它来自何方呢？有关研究表明，在地球早期的大气环境中，存在着较多的二氧化碳和低能量电子，这些二氧化碳分子可以捕获低能电子，而后可能发生两种解离反应，产生碳原子负离子和自由氧原子或氧分子，而在特定的能量范围内，两种解离反应可能产生氧分子，而且，作为反应产物的自由氧原子也可能结合为氧分子。
地球中大气中的氧气主要来源是植物的光合作用。光合作用通常是指绿色植物包括了藻类。他们吸收光能把二氧化碳和水合成之后服能有机物同时释放氧气的过程。这个过程包含了光反应和暗反应，两个阶段涉及到光吸收电子传递光合磷酸化碳同化等重要反应步骤对于实现自然界的能量转换维持气中碳氧平衡，具有重要的意义。在原始的大气中几乎是没有氧气了，除了火山喷发的气息。地球中的古老岩石也是强有力的证明，在古大气中是没有氧气的。根据科学家的研究氧气的主要来源是来自海洋中的蓝藻。海洋面积占了地球表面积的70%，森林只占陆地面积的少数在绿色植物出现以前蓝藻是地球上的主要氧气来源在绿色植物出现前就奠定了地球氧气含量的基础。森林同时进行光合作用和呼吸作用。植物死亡之后。又会把固定的碳通过腐化释放到大气中，可以说森林释放出来的氧气大体上可以通过地球上没碳含量和陆地生物量来计算，而蓝藻释放的氧气可以通过地球上的石油含量和海洋生物量来计算。通过比较我们可以看出蓝藻释放的氧气，还是比绿色植物要多得多。
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