অক্সিজেন সঞ্চয়ের সময়রেখা থেকে জানা যায় যে, সর্বপর্থম মুক্ত O উৎপাদন করেছিল প্রথমে প্রোক্যারিওট এবং এরপর ইউক্যারিওট অণুজীব, যারা সালোকসংশ্লেষণে উচ্চদক্ষতা অর্জন করেছিল এবং এই ক্রিয়ার বর্জ্য হিসাবে অক্সিজেন নির্গত করত। একটি ধারণামতে O তৈরিকারী প্রথম সায়ানোব্যাকটেরিয়াগুলো বৃহৎ জারণ ঘটনাকালের আগেই O উৎপাদনকারী প্রথম সায়ানোব্যাকটেরিয়াগুলোর উত্থান ঘটে (এখন থেকে ২.৭–২.৪ গিগাবর্ষ বা তারও আগে)। কিন্তু সালোকসংশ্লেষণে O এর পাশাপাশি জৈব কার্বনও উৎপন্ন হয়, যা অক্সিজেন থেকে পৃথক না হলে বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন সঞ্চিত হতে পারত না। তাই অক্সিজেন সঞ্চয়ের পূর্বশর্ত হচ্ছে জৈব কার্বন, সালফাইড, এবং ফেরাস (Feযুক্ত) খনিজ দ্রব্য মাটিতে শোষিত হওয়া। জৈব কার্বন এবং পাইরাইট জারণের আগেই মাটিতে শোষিত হওয়ার ফলে সব মিলিয়ে প্রতি বছর বায়ুমণ্ডলে প্রায় ১৫.৮±৩.৩ টেরামোল (Tmol) (১ টেরামোল = ১০ মোল) O যুক্ত হচ্ছে। অর্থাৎ অক্সিজেন উৎস হতে যোগাত্মক অক্সিজেন প্রবাহ বিদ্যমান রয়েছে।

অক্সিজেনের বৈশ্বিক উৎস এবং শোষকের পার্থক্য থেকে O মাত্রা পরিবর্তনের হার গণনা করা যায়। শোষকের মধ্যে রয়েছে বিজারক গ্যাস এবং আগ্নেয়গিরিজাত খনিজ দ্রব্য, রাসায়নিক রূপান্তর এবং ক্ষয়। অক্সিজেনের শোষকের পরিমাণের তুলনায় O উৎপাদনের পরিমাণ বৃদ্ধির আগে অক্সিজেন বিপর্যয় শুরু হয় নি।

ক্ষয়জনিত কারণে, এবং আগ্নেয়গিরি, রূপান্তর এবং সামুদ্রিক পরিস্রাবণ ও তাপ নির্গমনে উৎপন্ন বিজারক গ্যাস ও খনিজ দ্বারা বর্তমানকালে প্রতিবছর প্রায় ১২.০ ± ৩.৩ T mol O বায়ুমণ্ডল থেকে বিচ্ছিন্ন হয়। অন্যদিকে, আলোক-রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রায় ৫.৭ ± ১.২ T mol O বিজারক গ্যাসের সাথে যুক্ত হয়ে থাকে।

তবে প্রারম্ভিক পৃথিবীতে মহাদেশীয় ভূখণ্ডে জারক উপাদানের পরিমাণ খুবই কম ছিল, এবং এভাবে শোষিত অক্সিজেনের পরিমাণ, বিজারক গ্যাস ও সামুদ্রিক জলে দ্রবীভূত লোহায় শোষিত অক্সিজেনের পরিমাণের তুলনায় নগন্য ছিল। ওই সময় উৎপন্ন মুক্ত অক্সিজেন দ্রবীভূত লোহার সাথে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় Fe এবং Fe থেকে অদ্রব্য ম্যাগনেটাইট (<chem>Fe^2+Fe2^3+O4</chem>) তৈরি করত, যা সমুদ্র তলে সঞ্চিত হয়ে পরবর্তীতে স্তরীভূত লোহাগঠিত শিলায় পরিণত হয়। অক্সিজেন শোষক নি:শেষ হতে প্রায় ৫ কোটি বছর বা আরও বেশি সময় লেগেছিল।

সালোক সংশ্লেষ এবং সংশ্লিষ্ট জৈবদ্রব্যের সমাধির হারও অক্সিজেন সঞ্চয়ের মাত্রাকে প্রভাবিত করেছে। ডেভোনিয়ান যুগে স্থলজ উদ্ভিদ ভূ-খণ্ডে বিস্তৃত হলে কার্বন সমাধির মাত্রা বাড়তে থাকে এবং তার ফলে মুক্ত অক্সিজেনের মাত্রায় ক্রমবৃদ্ধি ঘটতে থাকে। বর্তমানকালে, বায়ুমণ্ডলে উপস্থিত একটি O অণু, স্থলজ শোষকে শোষিত হবার আগে গড়ে প্রায় ২০ লাখ বছর মুক্তভাবে বিচরণ করতে পারে। অবশ্য ভূ-তাত্ত্বিক সময়ের সাপেক্ষে এই সময়কাল নগন্য, অতএব ফ্যানেরোজোয়িক যুগে অবশ্যই এমন কোন প্রক্রিয়া চলমান ছিল যা অক্সিজেনের মাত্রাকে জীবনের জন্য সহনীয় পর্যায়ে রাখত।

সময় পরিক্রমায়, বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন সঞ্চয় বৃদ্ধি পায়, যার দুটি প্রধান ফলাফল দেখা যায়।

প্রথমত, একটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে, অক্সিজেন বায়ুমণ্ডলীয় মিথেনকে জারিত করে CO এবং পানি গঠন করেছে। এর ফলে পৃথিবীর গ্রিনহাউজ প্রভাব প্রশমিত হয়, এবং বৈশ্বিক তাপমাত্রা হ্রাস পায়, এবং এসময় হিউরোনিয়ান হিমায়ন শুরু হয় যা ২.৪৫–২.২ গিগাবর্ষ সময়কালে চলমান ছিল। দক্ষিণ আফ্রিকায় চতুর্থ একটি হিমপর্যায়ের লক্ষণ পাওয়া গেছে, যার বয়স ~২.২২ গিগাবর্ষ। তবে এই হিমায়ন নিম্ন উচ্চতায় ঘটেছিল এবং এর প্রভাব সমুদ্রপৃষ্ঠ পর্যন্ত পৌঁছেছিল বলে একে স্নোবল পৃথিবীর সঙ্গে সংশ্লিষ্ট বলে ধারণা করা হয়।

দ্বিতীয়ত, O এর মাত্রাবৃদ্ধি জৈব বৈচিত্র্যকে ত্বরান্বিত করে, এবং শিলা, বালু, মাটি ও অন্যান্য ভূ-স্তরীয় উপাদানের সঙ্গে বায়ু, সমুদ্র ও অন্যান্য পৃষ্ঠতলীয় জলের মিথষ্ক্রিয়ায় ব্যাপক পরিবর্তন আনে। জৈব উপাদানের প্রাকৃতিক পুনর্ব্যবহার সত্ত্বেও অক্সিজেন সহজলভ্য হবার আগে প্রাণধারণের জন্য শক্তির সীমাবদ্ধতা ছিল। বিপাকীয় বিবর্তনের মাধ্যমে জীবের উপলদ্ধ মুক্ত শক্তির কার্যকারিতা বহুগুণে বৃদ্ধি পায়, যা বৈশ্বিক প্রভাব বিস্তার করে। যেমন, বৃহৎ জারণ ঘটনার পরেই মাইটোকন্ড্রিয়ার উদ্ভব ঘটে, যার সহায়তায় ক্রমাগত জটিলতর পরিবেশের উপযুক্ত শারীরবৃত্তিক প্রক্রিয়ার সামর্থ্য জীবদেহে তৈরি হয়। (যদিও এদের কার্যকর বিবর্তন সম্পন্ন হতে প্রোটেরোজোয়িকের অবসান এবং ক্যামব্রিয়ান যুগ পর্যন্ত সময় লেগেছে)।

ভূতাত্ত্বিক লক্ষণ
তাত্ত্বিক কার্যকারণ
অক্সিজেন সঞ্চয়
অন্যান্য নির্দেশক