Selon l'Université du Michigan, la Terre primitive n'avait pas d'atmosphère jusqu'à ce que des gaz soient libérés de l'intérieur de la planète. Des gaz en mouvement rapide et des éruptions volcaniques massives ont conduit à la création de deux couches atmosphériques distinctes mais tout aussi importantes.
Selon la NASA, la première atmosphère de la Terre était probablement composée uniquement d'hydrogène et d'hélium, deux des substances les plus abondantes de l'univers. Ces gaz composaient également le disque gazeux autour du Soleil à partir duquel la Terre et toutes les planètes environnantes se sont formées. Lorsque l'atmosphère s'est formée pour la première fois, la Terre était extrêmement chaude et inhospitalière à la vie qui y existe actuellement. Les molécules d'hydrogène et d'hélium planant au-dessus de la surface de la Terre ont finalement pris une vitesse telle qu'elles ont échappé à l'attraction gravitationnelle de la Terre et ont dérivé dans l'espace. Ce processus a abouti à la formation de la première couche de l'atmosphère terrestre.
La NASA explique que la deuxième couche atmosphérique s'est formée sur des milliards d'années en raison d'éruptions volcaniques massives. À cette époque, il y avait beaucoup plus de volcans répartis sur la surface de la Terre, ce qui a entraîné la libération de gaz de l'intérieur de la Terre dans le monde. Ces gaz comprenaient la vapeur, le dioxyde de carbone et l'ammoniac. Finalement, les molécules d'ammoniac ont été brisées par la lumière du soleil et ont laissé de l'azote et de l'hydrogène, provoquant la formation des conditions atmosphériques qui existent aujourd'hui.