初期地球大気は、二酸化炭素と一酸化炭素、窒素を主体とする大気であり、弱還元的な化学組成であった。38億年前、最初の生命が誕生してからも大気中に酸素がほとんど含まれない状況は変わらなかった。
シアノバクテリア（原核生物）は、地球上に初めて現れた酸素発生型光合成生物であったと考えられている（およそ25–30億年前）。シアノバクテリアの光合成によって地球上に初めて酸素と有機物が安定的に供給されるようになり、現在へとつながる生態系の基礎が築かれた。
大気酸素濃度は、約23億年前、現在の1ー2%程度に、6-7億年前に現在とほぼ同じ21%程度に2度のイベ ント的な急上昇を経験して、現在のような高い濃度になった。この急上昇の前には地球全体が凍結する全休凍結（スノーボールアース）イベントが生じており、全球凍結状態から無凍結状態へと短期間（～1,000年程度）で氷が一 気に溶け、全球平均気温は60℃以上にもなり、化学反応速度が劇的に増加し、水に溶かされた岩石から、特に生物にとって必須の膨大な量のリンが海洋に供給され、海水中のリン濃度は10倍に、シアノバクテリアによる光合成活動も通常の10倍程度に増大した結果、大気中の酸素濃度も短期間で上昇したらしい。
大気酸素濃度の上昇は、地球の酸化還元環境を劇的に変化させた。それまで繁栄していた絶対嫌気性生物は酸素が及ばない深海や海底堆積物中に避難し、その代わり冨酸素環境に適応進化して、酸素呼吸により大きなエネルギーを獲得できるようになった好気性生物が地球表層で大繁栄するようになる。
そしてカンブリア爆発が起こった。約5億年前のことである、突如として現在見られるほぼすべての動物の「門（生物分類の基本的分類階級）」が出揃った。そして、岩しかなかった陸上に地衣類やコケが進出し、岩石を溶かし栄養とし、地衣類やコケの遺骸と砂などが混じり合った最初の土が現れた。これが豊かな森をつくり、海でしか生きられなかった生物も陸上進出を果たすことになる。そして約700万年前、我々の祖先にあたる猿人が樹上生活から地上に降り、直立2足歩行をするようになった。
©︎ YAMADA Yuki
2004年㈱INAX（現LIXIL）取締役CTO(最高技術責任者)を経て東北大学教授、2014年より現職、ものつくりとライフスタイルのパラダイムシフトに向けて国内外で多くの発信を続けている。特に、2004年からは、自然のすごさを賢く活かすあたらしいものつくり『ネイチャー・テクノロジー』を提唱、2014年から『心豊かな暮らし方』の上位概念である『間抜けの研究』を奄美群島沖永良部島へ移住、開始した。また、環境戦略・政策を横断的に実践できる社会人の育成や、子供たちの環境教育にも積極的に取り組んでいる。
星槎大学沖永良部島サテライトカレッジ分校長、酔庵塾塾長、ネイチャー・テクノロジー研究会代表、ものつくり生命文明機構副理事長、アースウォッチ・ジャパン副理事長、アメリカセラミクス学会フェローほか
