地球大氣目前的主要成分是氮氣和氧氣，這可是從地球形成至今經由漫長時間演變而來。
100年學測曾經針對地球大氣演化出過一道試題：在早期的地球歷史中，大氣中氧氣的出現，主要是因為下列何種事件造成？ (A)火山活動 (B)隕石撞擊 (C)三葉蟲的出現 (D)氧化鐵的出現 (E)藍綠菌的出現。解答這樣的問題千萬別想太多，直接由藍綠菌可以行光合作用產生氧氣來解題就好，雖然我們心裡很清楚，二氧化碳是光合作用的材料，而地球大氣中的二氧化碳和火山活動釋出的氣體有關，而隕石撞擊和火山活動似乎也有關聯，但是，回答學測考題千萬別想太多。可見，讀書和考試如果從「思考」的角度來講，真的是兩回事；還有，從考試的內容或題型來看，這樣的試題模式確實會使得孩子們的心智弱化。
這幅全華版基礎地球科學上冊第一章有關地球大氣主要成分的變化圖，雖然對應的時間和大氣組成百分比不盡精確，可是整體觀念還算清楚。一般來說，地球大氣演化可以看成三個階段：地球剛形成時以氫、氦為主（太陽星雲殘餘，因為脫離地球重力而逃逸），第二階段則是以火山釋氣產生的水氣、二氧化碳為主（氮氣也是在此階段出現在大氣中，當時佔大氣組成比例較低）。從四十多億年前以水氣、二氧化碳、氮氣為主的原始大氣，經過哪些作用，演變成我們目前大氣中的氮氣、氧氣為主？科學家經由地球歷史的研究方法，提供了部分解答（解釋）。
除氣作用：因為地球距離太陽遠近適中，地表冷卻使得原始大氣中的水氣得以冷卻凝結、成雲致雨，形成原始的海洋。此結果造成原始大氣中有很高比例的二氧化碳，重要的是，二氧化碳可以溶解於海水，經由化學沈澱作用形成碳酸鹽類累積於海底下，於是大氣中二氧化碳的比例逐漸降低（後來藍綠菌等生物作用也加入除碳的行列）。
氮氣比例增加：氮氣在大氣中的比例愈來愈高，主要是整體地球大氣的濃度在除氣作用下逐漸降低，而氮氣安定且難溶於水，因此比例從約佔5%逐漸增至佔80%。
氧氣出現：一般認為，現今大氣中氧氣的主要來源是光合作用，最初應該是來自藍綠菌（目前找到最古老的化石，約35億年前）。不過，經由藍綠菌產生的氧氣並未直接進入大氣中累積，而是在海水裡和原始海洋中的鐵結合成鐵礦，這樣的歷程有10多億年左右的時間，直到20億年前海水中的鐵離子用完，氧氣才開始在大氣中累積。大約在4億多年前大氣中的氧氣比例達到約20%，這時臭氧層也跟現在差不多，植物也得以登陸發展。
再看一道學測試題（101年），我想強調的重點不是答案又有哪些不合理性，而是這些觀念儼然成為這兩年的學測關注焦點了。
地球形成的過程中曾經有一段時期處於熔融的狀態，之後逐漸冷卻下來演變成初始地球。下列哪些選項的事件是在約四十億年前，地球由形成初始時期的熔融狀態逐漸冷卻而產生的結果？（應選3項） (A)海洋的形成 (B)三葉蟲的出現 (C)大氣層的形成 (D)大氣層中大量氧氣的形成 (E)地球內部地核、地函及地殼的分層。（如果不要想太多，只看40億年前的事情，答案就很清楚，因為大氣層中大量氧氣形成是20億年前的事情，三葉蟲的出現是5億多年前，只是，這些事情難道不算地球表面冷卻的結果？如果問題重點是40億年這個時間點發生的結果，提問的方式是否應該重新撰寫？）
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