今天，氧气约占地球大气层的21%。它富氧的特性使它成为像人类这样需要气体生存的大型复杂生物的理想选择。但在地球历史的早期，氧气含量要低得多，在遥远的将来，氧气含量可能会再次下降。
日本东洋大学的小崎康美和亚特兰大佐治亚理工学院的克里斯·莱因哈德模拟了地球的气候、生物和地质系统，以预测地球的大气条件将如何变化。研究人员说，未来10亿年，地球大气中的氧气含量将维持在较高水平，然后迅速恢复到较低水平，让人想起大约24亿年前所谓的大氧化事件之前的水平。
这种转变的一个中心原因是，随着我们的太阳老化，它将变得更热，并释放更多的能量。研究人员计算出，这将减少大气中二氧化碳的数量，因为它会吸收热量，然后分解。Ozaki和Reinhard估计，10亿年后，二氧化碳水平将变得非常低，包括植物在内的光合生物将无法生存并产生氧气。这些光合生物的灭绝将是氧气减少的主要原因。
研究人员还估计，大气中的甲烷含量将同时增加，达到目前大量甲烷的1万倍之多。一旦地球大气层开始发生变化，它们将迅速发展。研究小组的计算结果表明，大气可能在1万年左右失去氧气。之后，地球上将只剩下微生物，一个许多厌氧菌和原始细菌隐藏在黑暗中的世界将接管地球。不会再有陆地生物和水生生物了。臭氧层将被耗尽，使地球和海洋暴露在太阳燃烧产生的高浓度紫外线和热量之下。
这项研究是作为美国宇航局行星宜居性研究计划的一部分进行的，它的预测对在其他行星上寻找生命具有重要意义。含氧生物特征常常被用来识别可居住的行星。各种形式的氧是一种非常重要的生物信号，因为它与地球上的生命交织在一起。但是新的预测表明氧气的存在是可变的，在一个可居住的星球上可能不是永久的。
这表明，即使是与地球非常相似的其他恒星周围的行星，其大气中也可能检测不到大量的氧气。即使它们能够支持或曾经支持复杂的生命，行星周围没有氧气探测并不意味着它们不适合居住。Ozaki和Reinhard认为可以用其他生物特征来代替氧气来寻找外星生命。例如，行星大气中的碳氢化合物气溶胶可能提供更持久的地外生命特征。
