Atmosfera pornită Pământul timpuriu a fost foarte diferit de ceea ce avem astăzi. Se crede că prima atmosferă a Pământului a fost formată din hidrogen și heliu, la fel ca planetele gazoase și Soarele. După milioane de ani de erupții vulcanice și alte procese interne ale Pământului, a apărut a doua atmosferă. Această atmosferă era plină de gaze cu efect de seră precum dioxidul de carbon, dioxidul de sulf și, de asemenea, conținea alte tipuri de vapori și gaze precum vaporii de apă și, într-o măsură mai mică, amoniacul și metanul.
Fără oxigen
Această combinație de gaze era foarte inospitală pentru majoritatea formelor de viață. În timp ce există multe teorii, cum ar fi Teoria ciorbei primordiale, Teoria de ventilație hidrotermică, si Teoria panspermiei despre cum a început viața pe Pământ, este sigur că primele organisme care au locuit pe Pământ nu aveau nevoie de oxigen, întrucât nu exista oxigen liber în atmosferă. Majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că blocurile de viață nu ar fi fost capabile să se formeze dacă ar fi existat oxigen în atmosferă la acel moment.
Dioxid de carbon
Cu toate acestea, plantele și alte organisme autotrofe ar prospera într-o atmosferă plină cu dioxid de carbon. Dioxidul de carbon este unul dintre principalii reactanți necesari pentru fotosinteză a avea loc. Cu dioxid de carbon și apă, un autotrof poate produce un carbohidrat pentru energie și oxigen ca deșeuri. După ce multe plante au evoluat pe Pământ, a existat o abundență de oxigen care plutea liber în atmosferă. Se consideră ipoteză că niciun lucru viu pe Pământ la acea vreme nu a avut un folos pentru oxigen. De fapt, abundența de oxigen era toxică pentru unii autotrofi și au dispărut.
Ultraviolet
Chiar dacă gazul cu oxigen nu putea fi folosit direct de viețuitoare, oxigenul nu a fost deloc rău pentru aceste organisme care trăiau în acea perioadă. Gazul de oxigen plutea în vârful atmosferei unde era expus la razele ultraviolete ale soarelui. Aceste raze UV au împărțit moleculele de oxigen diatomice și au ajutat la crearea ozonului, care este alcătuit din trei atomi de oxigen legați covalent unul la altul. strat de ozon a ajutat la blocarea unora dintre razele UV de la Pământ. Acest lucru a făcut ca viața să fie mai sigură să se colonizeze pe uscat fără a fi susceptibilă la acele raze dăunătoare. Înainte de formarea stratului de ozon, viața trebuia să rămână în oceane, unde era protejat de căldura și radiațiile dure.
Primii consumatori
Cu un strat protector de ozon care să le acopere și o cantitate mare de oxigen pentru a respira, heterotrofele au putut să evolueze. Primii consumatori care au apărut au fost erbivore simple care ar putea mânca plantele care au supraviețuit atmosferei încărcate cu oxigen. Deoarece oxigenul a fost atât de abundent în aceste stadii incipiente ale colonizării pământului, mulți dintre strămoșii speciilor pe care le cunoaștem astăzi au crescut la dimensiuni enorme. Există dovezi că unele tipuri de insecte au crescut la dimensiunea unora dintre tipurile mai mari de păsări.
Mai mulți heterotrofi ar putea evolua atunci când existau mai multe surse de hrană. Acești heterotrofi s-au întâmplat să elibereze dioxid de carbon ca produs reziduu al respirației lor celulare. Dotarea și prelevarea autotrofelor și heterotrofelor au fost capabile să mențină constant nivelul de oxigen și dioxid de carbon în atmosferă. Această acceptare continuă și astăzi.