La Terre s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années, avec les sept autres planètes du système solaire. Au fur et à mesure que la Terre se refroidissait, une atmosphère primitive a été créée par le dégazage des premiers volcans. L'atmosphère primitive ne contenait pas d'oxygène et aurait été toxique pour les êtres humains, ainsi que pour la plupart des autres formes de vie sur Terre aujourd'hui.
Hydrogène et Hélium
On pense que la Terre s'est formée à partir de gaz et de poussières en orbite autour du soleil. La grande majorité du gaz aurait été composée d'éléments plus légers, tels que l'hydrogène et l'hélium. La Terre primitive avait une grande quantité d'hydrogène et d'hélium dans l'atmosphère et cela se serait lentement échappé dans l'espace en raison de la faible masse de ces gaz. Aujourd'hui, l'hydrogène et l'hélium représentent moins de 1 % de l'atmosphère terrestre.
Vapeur d'eau
La vapeur d'eau a été produite par les premières activités volcaniques, ainsi que par les comètes transportant de l'eau qui ont impacté la terre. La vapeur d'eau est restée sous forme gazeuse, car la Terre primitive était trop chaude pour que l'eau existe sous forme liquide. Les océans d'eau liquide ne sont apparus qu'environ un milliard d'années après la formation de la Terre.
Gaz carbonique
Le dioxyde de carbone a été libéré par les volcans de la Terre primitive et était l'un des principaux constituants de son atmosphère. À mesure que la Terre vieillissait, la quantité d'activité volcanique a diminué et certains organismes ont commencé à utiliser le dioxyde de carbone dans la photosynthèse. Cela a conduit à une baisse constante des niveaux de dioxyde de carbone. L'atmosphère actuelle ne contient que 0,04 % de dioxyde de carbone.
Azote
Les volcans de la Terre primitive ont également produit de l'azote, qui est devenu un composant majeur de l'atmosphère. L'azote est essentiel à la création des éléments constitutifs de la vie, tels que les acides aminés. Aujourd'hui, l'azote est le principal constituant de l'atmosphère terrestre, représentant environ 78 pour cent des gaz.
Oxygène
Il n'y avait pas d'oxygène dans l'atmosphère primitive jusqu'à ce que des organismes simples développent la capacité d'effectuer la photosynthèse. Au cours de ce processus, la lumière du soleil et le dioxyde de carbone sont utilisés pour créer de l'énergie, libérant de l'oxygène comme sous-produit. Des études géochimiques suggèrent que l'oxygène est devenu un composant de l'atmosphère environ 2 milliards d'années après la formation de la Terre. Une petite proportion des atomes d'oxygène liés pour créer de l'ozone - une molécule composée de trois atomes d'oxygène - dans la haute atmosphère. Aujourd'hui, l'oxygène représente environ 21 pour cent des gaz atmosphériques et est essentiel à la vie. L'oxygène moléculaire simple est utilisé par la plupart des créatures vivantes pour créer de l'énergie. La couche d'ozone joue un rôle essentiel en absorbant la lumière ultraviolette nocive dans l'atmosphère actuelle.