Yaşam ortaya çıkmadan önce, karbon dioksit, nitrojen ve diğer ağır gazlar, Dünya’nın manto tabakası ve yer kabuğu tarafından ortama bırakılıyordu. Bu gazlar dünyanın yerçekimi kuvveti sayesinde tutuldu ve zaman içinde bir atmosfer meydana geldi. Yerçekimi, metan (CH4), karbon dioksit (CO2), amonyak (NH3), hidrojen (H2), azot (N2), ve su buharının (H2O) bu şekilde atmosferde birikmesine neden oldu.

Zaman içinde Dünya, su buharının yoğunlaşıp sıvı hale gelmesine olanak sağlayacak kadar soğudu. Bu durum beraberinde yağmurları ve kuvvetli kasırgaları getirdi. Sürekli yağan yağmur denizlerin oluşmasını sağladı. Şiddetli kasırgalar sırasında oluşan elektrik dünyanın yüzeyini etkiledi.

Bu sırada atmosferde serbest halde hiç oksijen yoktu çünkü oksijen hidrojenle birleşip suyu, yer kabuğundaki başka elementlerle de birleşip demir oksitleri, silikatları, karbon dioksiti ve karbon monoksiti oluşturuyordu. Yaklaşık 2 milyar yıldan fazla bir süre boyunca oksijenin tamamı başka elementlere bağlanmış halde bulunuyordu.