在宇宙诞生之初，最先出现的物质就是氢和少量的氦，因为这两种元素是原子序数最小的，也是质量最轻的，所以也最容易形成。
氢原子只有一个质子，而氦原子也不过只有2个质子和2个中子，自然就成为了最早来到这宇宙中的物质形态，即便是现在，氢和氦也占据了宇宙中物质总量的98%，而其余的元素则共享余下的2%。宇宙虽然是氢和氦的世界，但地球上却并非如此。地球大气中谁才是主角？氧气吗？并不是，是氮气。地球大气的组成成分大体上是这样的：78%的氮气、21%的氧气、0.94%的稀有气体、0.03%的二氧化碳以及少量的水蒸气和其它气体。
为什么地球大气的构成与宇宙物质的构成比例差距如此之大呢？一切还要从太阳系的诞生说起。
在宇宙诞生之后，氢和氦随之生成了，之后物质在相互的引力作用下逐渐靠拢形成星云，星云又逐渐凝聚形成恒星，恒星内部巨大的压力引发了聚变反应，通过核聚变，更重的元素相继出现了。虽然宇宙中的物质种类变得逐渐丰富，但氢和氦仍旧是宇宙中的主角。时间来到了距今大约50亿年之前，此时在今太阳系的位置上凝聚了一个由众多物质所组成的星云，我们称其为“太阳星云”。太阳星云已经不是元素种类单一的原始星云，它其中除了氢和氦之外，还有氧、碳、氖、铁、氮等其它元素，当然了，这些元素的占比是很小的，主角还是氢和氦。
后来，太阳星云发生了引力探索，星云的体积变得越来越小，密度变得越来越大，终于，一颗新的恒星诞生了，它就是太阳。
在太阳形成之后，剩余的星云物质在太阳的引力作用下围绕太阳继续运行，并逐渐凝聚成为各种各样的太阳系天体。最初太阳系中的天体数量是十分庞大的，后来随着不断地碰撞合并，最终形成了如今的样子。既然星云中最多的物质就是氢和氦，而地球又是由星云物质凝聚而成，为什么地球大气中却不见氢和氦的身影呢？氢和氦之所以是宇宙中最多的元素是因为它们轻，而地球大气中没有，同样也是因为轻。
地球并不是一颗很大的行星，它的质量约为5.965X10∧24千克，如此规模的行星，其引力是不足以束缚住氢气这么氢的气体的，所以氢气就越飞越高，飘散到宇宙中去了。
不过好在氢氦算是一种比较活跃的元素，所以很多氢元素便与氧元素结合成为了水，以这种特殊的形式保留在了地球之上。除了氢之外，氦就是最轻的元素了，但与氢不同，氦是一种极其稳定的元素，几乎不与任何物质发生反应，所以在地球形成之后，氦气便全部飘散到了宇宙之中，一点也没有剩下。那么地球上现有的氦气是从何而来的呢？在地球内部存在着一些放射性元素，这就是氦气的来源。
铀238和钚232在衰变的过程中会释放一个阿尔法粒子，其包含了两个质子和两个中子，本质上就是一个氦原子核，氦原子核被释放出来之后马上会获得两个电子，于是一个氦原子就产生了。
氦气产生之后会混在地下的天然气中，在开采天然气时通过分离获得。然而这些重元素的衰变周期动辄几十亿年，所以氦在地球上绝对是一种稀有资源。地球大气中没有氢和氦是因为它们轻，那么为什么会有这么多氮气呢？因为氮气的化学性质十分活跃，早在星云中时，它们就与氢反应成为了NH3，也就是氨气。氨气算是一种很重的气体，所以无法摆脱地球引力，就都留在了地球上。
在地球原始大气中，最多的并不是氮气，而是氨气，那么氨气又是如何变为氮气的呢？这是太阳光的功劳。
当太阳光照射到地球上后，短波辐射会使氨气发生分解，分解之后的氨气会变为氮气和氢气。没有悬念，分解生成的氢气会忙不迭地向宇宙中逃逸，而氮气却被地球引力给牢牢束缚住了，因为氮气是一种比氨气更重的气体，它的分子量大约为28，而氨气仅为17。随着时间的推移，氨气逐渐减少，氮气逐渐增多，于是地球大气就变为了氮气的世界，直到后来，随着植物在地球上出现，大量的氧气通过光合作用生成了，于是氧气才在地球大气中占有了一席之地。
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