L'oxygène est l'un des principaux composants qui permettent à l'air d'être respirable et il a commencé à se former dans l'atmosphère il y a environ un milliard d'années. Jusqu'à la formation de la couche d'ozone, la plupart de la vie sur la planète était limité aux océans.
L'atmosphère terrestre s'est formée en trois étapes :
- L'hydrogène et l'hélium se sont développés avec la planète
- Ammoniac, dioxyde de carbone et vapeur libérés par les volcans lors du durcissement de la croûte terrestre
- Dioxyde de carbone dissous dans les océans
Lorsque la planète s'est formée au cours des 500 premiers millions d'années de son existence, l'air était une combinaison de vapeur et de gaz qui s'échappaient de l'intérieur de la Terre. L'hydrosphère s'est formée il y a environ quatre milliards d'années et, grâce à un processus similaire à celui de la condensation, a créé les premiers océans.
Les algues bleu-vert sont apparues il y a un milliard d'années et ont été les premiers organismes marins. Ils se sont nourris du dioxyde de carbone dans les océans et ont excrété de l'oxygène en tant que déchet. L'oxygène s'est finalement accumulé dans l'atmosphère, où il a commencé à interagir avec les rayons ultraviolets du soleil. L'interaction a formé des molécules d'ozone, qui servent à absorber les rayons UV et les empêchent partiellement d'atteindre le sol. On pense que la couche d'ozone a atteint un point où elle peut bloquer les formes biologiquement mortelles de rayonnement UV il y a 600 millions d'années. Au fur et à mesure que la couche d'ozone s'est formée, les niveaux d'oxygène ont augmenté jusqu'à 10 %, soit la moitié de la concentration trouvée dans l'air aujourd'hui.