古大氣層

古大氣層是在史前時期的行星大氣層，在討論地球地質歷史時通常指顯生宙以前（前寒武紀）的地球大氣層，可進一步分為以下幾個階段：

• 地球形成初期一同吸積形成的冥古宙大氣，也稱「第一大氣」或「原始大氣」，其大氣成分與太陽星雲相似，主要是氫氣和氦氣以及相對少量水蒸氣和甲烷；
• 後期重轟炸期之後的太古宙大氣，也稱「第二大氣」、「次生大氣（英語：secondary atmosphere）」或「有生物前的大氣」，是大氣成分為氮氣、甲烷和二氧化碳居多但無氧氣的還原性大氣，之前原始大氣中的氫氣和氦氣大多已逃逸流失；
• 新太古代末期大氧化事件後開始含有游離態氧氣的元古宙大氣，即「第三大氣」，其大氣成分主要由氮氣和氧氣以及少量水蒸氣和氬氣，主要因生物不斷的產氧光合作用形成。

太古宙時期地球大氣層的想像圖，因為豐富的大氣甲烷很可能呈現與土衛六大氣層相近的淡橙色^[1]

而自元古宙後的氧化性大氣其實也經歷了漫長的演變過程，前後共三次大規模的氧化事件。在第三次氧化事件完成前的顯生宙早中期的大氣成分其實與現今的差別也很大，因此也可以被歸入古大氣層的範疇。

大氣成分

地球古大氣層的構成儲存在地質裡，可以從現今對具有代理性的物質（例如氧化鐵的豐度、木碳和樹葉化石上氣孔的密度等）的研究上推斷出來。雖然今天大氣層的成分是大約78%的氮氣和21%的氧氣，這在有生物前的大氣被認為是高度缺乏的，實際上沒有自由氧和氬，是由⁴⁰鉀的同位素經由放射性衰變產生的，並且是以氮氣、二氧化碳和甲烷為主。

看得出來自由氧不是原本就存在的，是由藍綠菌在距今大約20億年前演變至能進行產氧光合作用之後產生的。距今大約5億年，氧濃度的增加使生物能發展出多細胞的動物性生物。從此之後，植物出現在土地上並且迅速的演變和放射狀的散佈至許多表面的土地上，大約在4億5千萬年前，在早石炭紀期間，氧的濃度超過了目前的數值，而大氣中的CO
2數量降得比目前的值還要低^[2][3][4]。

另見

• 氧氣地質歷史