第一階段 地球形成時的原始大氣成分為氫和氦，因為地表岩漿的加熱與太陽風的壓力而散佚。
第二階段 大約四十四億年前，地表開始冷卻，火山活動開始將地球內部的氣體向外噴發，形成：水氣、二氧化碳、氨氣及少量氮氣所組成的大氣，濃密的大氣約有今天的一百倍。在第二階段末期，由於水氣的凝結，大氣變成以二氧化碳及氮氣為主。
第三階段 二氧化碳因除碳作用而減少，並於三十三億年前由生物作用產生氧氣；氧化作用、生物作用及太陽的光解作用則持續將氨分解為氮，於是漸漸形成今日以氮、氧為主的大氣組成。
Holland HD, (2006) The oxygenation of the atmosphere and oceans. Philos Trans R Soc London Ser B 361:903–915.
2012.03.04 更新
最近在網路上找到一個關於地球大氣演化的討論（http://www.ozh2o.com/h2origin3.html），作者很仔細地將地球歷史分成五個時期，分別討論了每個時期的地球大氣演化特徵。但是很可惜的是，這篇討論並沒有註明任何參考文獻，甚至連作者是誰都不是很清楚。因此這份資料只能拿來當作參考，而不能用在學術發表的討論之中。
老師你好，先謝謝老師的好文分享，但想請教關於老師上面文章中的第一張圖表，在距今4.5~4十億年期間
氮氣的含量百分比好像比其他氣體多，但下面文字敘述第二階段大氣老師打了少量氮氣想請教老師圖是否有誤?
很抱歉，這不是我的研究領域，所以我也是讀書獲得的二手資料。
第一張圖並非從45億年前開始，應該是43億年（讀圖的估計）。而文字寫到第二階段是44億年，所以二者時間並不一致。
不過還是要說，這不是我的專長領域，所以資料究竟從何推論而來我並不清楚。
但我對這個問題很感興趣，我會持續學習，有心得時再分享給各位。