.元古宙早期大气的氧气含量逐步提高，但在地表还原性物质如铁、硫氧化耗尽之前，氧气占比不会很高。23亿年前，大气中氧气含量仅为1%-2% 。这一过程持续至条带状铁沉积停止，并在8.5亿年前陆壳完成氧化，大气中氧含量才开始暴增。这个时期已经发现了许多菌类、藻类化石和古代微生物化石，因此也被称为菌藻时代。在元古宙末期的埃迪卡拉纪生物大爆发，软体多细胞生物大量涌现，开始出现了腔肠动物、环节动物和节肢动物，但这些动物都没有坚硬的骨骼，所以化石上只是留下印痕等遗迹。
大气.元古宙中期发生了全