2006年的研究成果揭示了地球早期海洋表面的氧气可能在23.2亿年前“大氧化事件”之前已经出现。加拿大王后大学的考古学家盖伊·纳波恩等人对北极冰层和海底沉积物的研究表明，这些生物的化石出现在大气氧气快速积累后约500万年，即5.6亿年前。这表明氧气的积累促进了多细胞生物的发展，尽管早期海洋中氧气极为稀少，几乎不存在动物化石的证据。

2002年，纳波恩的研究小组在纽芬兰岛发现世界上最古老的复杂生物形态，将复杂生物出现的时间推前至575万年前。2009年，阿尔伯塔大学的研究则揭示了“大氧化事件”的成因，可能是镍含量的减少和产甲烷细菌的关联。镍的减少降低了甲烷生成，促进了氧气的增加，进而推动了生命从单细胞向多细胞的进化。

2011年的研究借助火山排气模型，提出地壳形成阶段可能触发了这一事件。当时大陆的出现和火山活动改变气体排放方式，硫化氢转化为二氧化硫，可能导致海洋硫酸盐还原和大气氧化。2013年的研究进一步指出，海洋表面的充氧可能比“大氧化事件”早3亿年，这是通过分析变成化石的固醇得出的，这些固醇的制造需要氧气。

这些研究揭示了地球早期生命与氧气环境的复杂互动，以及氧气如何逐渐积累并影响生物进化和地球地貌。然而，关于氧气何时首次在大气中出现的精确时间，以及触发大氧化事件的确切机制，还有待进一步的深入研究。