当地球由星云气体和尘埃形成时，它是一个炎热而猛烈的行星。在这个被称为“早期撞击”的时期，气体冲破地壳，水冰如雨点般落下。
随着原始地球清除了轨道上的碎片，它的质量变得相当大。就像一个被抛出去的球落下来一样，重力束缚了排出在表面的气体。人们认为，最初的大气层主要由氢和氦组成，但也包括硫化氢、甲烷、氨和排放到原始大气层的高浓度二氧化碳。
随着地球冷却，水蒸气凝结形成了巨大的海洋。早期的自养生物利用二氧化碳生长，反过来为不断变化的空气提供氧气。不断增加的氧气浓度与氨反应产生游离氮，随着氨含量的减少，氮含量急剧上升。从那以后，某些气体的含量有增有减。
