地球大气演化主要气体形成氮和氩的形成：正如现在大气中的二氧化碳，最初有一部分是由次生大气中的甲烷和氧气化学作用而产生的一样，现在大气中的氮，最初有一部分是由次生大气中的氨和氧起化学作用而产生

火山喷发的气体中，也可能包含一部分氮

在动植物繁茂后，动植物排泄物和腐烂遗体能直接分解或间接地通过细菌分解为气体氮

氧虽是一种活泼的元素，但是氮是一种惰性气体，所以在常温下它们不易化合

这就是为什么氮能积集成大气中含量最多的成分，且能与次多成分氧相互并存于大气中的原因

至于现在大气中含量占第三位的氩，则是地壳中放射性钾衰变的副产品

氧和二氧化碳的形成和变化：在绿色植物尚未出现于地球上以前，高空尚无臭氧层存在，太阳远紫外辐射能穿透上层大气到达低空，把水汽分解为氢、氧两种元素

当一部分氢逸出大气后，多余的氧就留存在大气中

在此过程中，因太阳远紫外线会破坏生命，所以地面上就不能存在生命

初生的生命仅能存在于远紫外辐射到达不了的深水中，利用局地金属氧化物中的氧维持生活，以后出现了氧介酶(Oxygen-mediating enzymes），它可随生命移动而供应生命以氧，使生命能转移到浅水中活动，并在那里利用已被浅水过滤掉有害的紫外辐射的日光和溶入水中的二氧化碳来进行光合作用以增长躯体，从而发展了有叶绿体的绿色植物

于是光合作用结合水汽的光解作用使大气中的氧增加起来

大气中氧的组分较多时，在高空就可能形成臭氧层

这是氧分子与其受紫外辐射光解出的氧原子相结合而成的（见大气臭氧层）

臭氧层一旦形成，就会吸收有害于生命的紫外辐射，低空水汽光解成氧的过程也不再进行

于是在低空，绿色植物的光合作用成为大气中氧形成的最重要原因

这时生命物因受到了臭氧层的屏护，不再受远紫外辐射的侵袭，且能得到氧的充分供应，就能脱离水域而登陆活动

总之，植物的出现和发展使大气中氧出现并逐渐增多起来，动物的出现借呼吸作用使大气中的氧和二氧化碳的比例得到调节

此外，大气中的二氧化碳还通过地球的固相和液相成分同气相成分间的平衡过程来调节

一般在现在大气发展的前期，地球温度尚高时，水汽和二氧化碳往往从固相岩石中被释放到大气中，使大气中水汽和二氧化碳增多

另外大气中甲烷和氧化合时，也能放出二氧化碳

但当现在大气发展的后期，地球温度降低，大气中的二氧化碳和水汽就可能结合到岩石中去

这种使很大一部分二氧化碳被锢禁到岩石中去的过程，是现在大气形成后期大气中二氧化碳含量减少的原因

再则，一般温度愈低，水中溶解的二氧化碳量就愈多，这又是现在大气形成后期二氧化碳含量比前期大为减少的原因之一

因为现在大气的温度比早期为低

大气中氧含量逐渐增加是还原大气演变为现在大气的重要标志

一般认为，在太古代晚期，尚属次生大气存在的阶段，已有厌氧性菌类和低等的蓝藻生存

约在太古代晚期到元古代前期，大气中氧含量已渐由现在大气氧含量的万分之一增为千分之一

地球上各种藻类繁多，它们在光合作用过程中可以制造氧

在距今约 6亿年前的元古代晚期到古生代初的初寒武纪，氧含量达现在大气氧的百分之一左右，这时高空大气形成的臭氧层，足以屏蔽太阳的紫外辐射而使浅水生物得以生存，在有充分二氧化碳供它们进行光合作用的条件下，浮游植物很快发展，多细胞生物也有发展

大体到古生代中期（距今约4亿多年前）的后志留纪或早泥盆纪，大气氧已增为现在的十分之一左右，植物和动物进入陆地，气候湿热，一些造煤树木生长旺盛，在光合作用下，大气中的氧含量急增

到了古生代后期的石炭纪和二叠纪（分别距今约3亿和2.5亿年前），大气氧含量竟达现有大气氧含量的3倍，这促使动物大发展，为中生代初的三叠纪（距今约 2亿年前）的哺乳动物的出现提供了条件

由于大气氧的不断增多，到中生代中期的侏罗纪（距今约1.5亿年前），就有巨大爬行动物如恐龙之属的出现，需氧量多的鸟类也出现了

但因植物不加控制地发展，使光合作用加强，大量消耗大气中的二氧化碳

这种消耗虽可由植物和动物发展后的呼吸作用产生的二氧化碳来补偿，但补偿量是不足的，结果大气中二氧化碳就减少了

二氧化碳的减少必导致大气保温能力减弱、降低了温度（见温室效应），使大气中大量水分凝降，改变了天空阴霾多云的状况

因此，中纬度地带四季遂趋分明

降温又会使结合到岩石中和溶解到水中的二氧化碳量增多，这又进一步减少空气中二氧化碳的含量，从而使大气中充满更多的阳光，有利于现代的被子植物（显花植物）的出现和发展

　由于光合作用的原料二氧化碳减少了，植物释出的氧就不敷巨大爬行类恐龙呼吸之用，再加上一些尚有争议的原因（例如近来有不少人认为恐龙等的绝灭是由于星体与地球相碰发生突变所致），使恐龙之类的大爬行动物在白垩纪后期很快绝灭，但能够适应新的气候条件的哺乳动物却得到发展

这时已到了新生代，大气的成分已基本上和现在大气相近了

可见从次生大气演变为现在大气，氧含量有先增后减的迹象，其中在古生代末到中生代中期氧含量为最多

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