La Terra si formò circa 4,5 miliardi di anni fa, insieme agli altri sette pianeti nel sistema solare. Quando la Terra si raffreddò, fu creata un'atmosfera primitiva dall'esplosione dei primi vulcani. L'atmosfera precoce non conteneva ossigeno e sarebbe stata tossica per gli esseri umani, così come per la maggior parte delle altre forme di vita sulla Terra oggi.

Idrogeno ed elio

Si ritiene che la Terra si sia formata da gas e polvere orbita attorno al sole. La stragrande maggioranza del gas sarebbe stata composta da elementi più leggeri, come l'idrogeno e l'elio. La Terra primitiva aveva una grande quantità di idrogeno ed elio nell'atmosfera e questo sarebbe fuggito lentamente nello spazio a causa della bassa massa di questi gas. Oggi l'idrogeno e l'elio costituiscono meno dell'1% dell'atmosfera terrestre.

Water Vapor

Il vapore acqueo è stato prodotto dalla prima attività vulcanica e anche dalle comete portatrici di acqua che colpiscono la terra. Il vapore acqueo rimase nella forma gassosa, poiché la Terra primordiale era troppo calda perché l'acqua esistesse in forma liquida. Gli oceani liquidi non apparvero fino a circa un miliardo di anni dopo la formazione della Terra.

Anidride carbonica

L'anidride carbonica fu rilasciata dai vulcani sulla Terra primordiale ed era uno dei principali costituenti della sua atmosfera . Con l'invecchiamento della Terra, la quantità di attività vulcanica diminuì e alcuni organismi iniziarono a utilizzare il biossido di carbonio nella fotosintesi. Ciò ha portato a un costante calo dei livelli di anidride carbonica. L'atmosfera odierna è costituita solo dallo 0,04% di anidride carbonica.

Azoto

I vulcani della Terra primitiva producevano anche azoto, che divenne una componente importante dell'atmosfera. L'azoto è essenziale per creare elementi costitutivi della vita, come gli amminoacidi. Oggi l'azoto è il più grande costituente dell'atmosfera terrestre, rappresentando circa il 78 percento dei gas.

Ossigeno

Non c'era ossigeno nelle prime atmosfere fino a quando gli organismi semplici non hanno sviluppato la capacità di trasportare fuori la fotosintesi. Durante questo processo, la luce solare e l'anidride carbonica vengono utilizzate per creare energia, liberando l'ossigeno come sottoprodotto. Studi geochimici suggeriscono che l'ossigeno è diventato un componente dell'atmosfera circa 2 miliardi di anni dopo la formazione della Terra. Una piccola percentuale degli atomi di ossigeno legati per creare ozono - una molecola composta da tre atomi di ossigeno - nell'atmosfera superiore. Oggi l'ossigeno rappresenta circa il 21 percento dei gas atmosferici ed è essenziale per la vita. L'ossigeno molecolare semplice è usato dalla maggior parte delle creature viventi per creare energia. Lo strato di ozono svolge un ruolo essenziale assorbendo la luce ultravioletta nociva nell'atmosfera di oggi.