氧气保持在地球大气的五分之一左右，确保人类新陈代谢的正常运行，这得益于绿色植物的光合作用和地球上大多数生物体的耗氧量之间的平衡。然而，在地球的早期大气中情况并非如此。大约24亿年前，当第一个能够进行光合作用的生物出现时，地球的大气仍然被二氧化碳所控制，就像今天的火星和金星一样(二氧化碳分别占大气的95.3%和96%)。
加州大学戴维斯分校的化学家展示了如何利用紫外光一步从二氧化碳中产生氧气。
在过去的40年里，研究人员认为在能够进行光合作用的生物出现之前，地球早期大气中一定有少量的氧气。由于氧气相对活跃，容易与大气中的其他成分发生反应，如果不能连续产生，氧气就不会存在很长时间。因此，一定有这些非生物氧的来源，但为什么不知道。
现在，通过与化学系和地球与行星科学系的教授合作，加州大学研究生周露的实验表明，用高能真空紫外线照射二氧化碳可以直接产生氧气(结果已于2014年10月3日发表在《科学》杂志上)。
周在邮件中提到，在此之前，一般认为非生物分子氧是通过二氧化碳+太阳能->一氧化碳+氧气，然后氧气+氧气+氧气->氧气+氧气(其中氧气是第三种物质，可以在形成氧-氧键时获得能量)。然而，他们的实验结果表明，一旦二氧化碳被分解，氧气就可以产生，同样的过程也可以发生在其他以二氧化碳为主的大气中，例如火星和金星的大气。
周的实验是在加州大学戴维斯分校开发的离子成像设备中，用真空紫外激光照射二氧化碳进行的。使用“真空”一词是因为激光使用的紫外线波长低于200纳米，只能在真空中传播。
现在，高层大气中的二氧化碳含量增加了，还有高能真空紫外线，它可以一步产生氧气。这是第一次在实验室观察到这种反应。根据《科学》杂志的评论，行星大气演化的模型将不得不因此而改变。