โลกมีสามบรรยากาศแต่ละองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกัน ครั้งแรกของชั้นบรรยากาศของโลกเกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ยังเด็กมากส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม บรรยากาศนี้มีอายุประมาณ 4.57 พันล้านปีและมีอายุสั้น - ความร้อนจากเปลือกหลอมเหลวและลมสุริยะทำให้ชั้นนี้กระจายไป ไฮโดรเจนและฮีเลียมนั้นไม่หนักพอที่จะสร้างบรรยากาศที่เสถียรเว้นแต่โลกจะมีขนาดใหญ่มาก - ธาตุเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความเร็วในการหลบหนีในช่วงที่ความร้อนแปรปรวนแบบสุ่ม นี่เป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลที่ไฮโดรเจนและฮีเลียมหายากมากในชั้นบรรยากาศของโลกในทุกวันนี้
ประมาณ 4.4 พันล้านปีก่อนเปลือกแข็งและภูเขาไฟจำนวนมากก่อตัวขึ้นปล่อยไอน้ำคาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนียลงสู่ท้องฟ้า เมื่อเวลาผ่านไปความหนาแน่นของก๊าซภูเขาไฟเหล่านี้ก็เพียงพอที่จะสร้างชั้นบรรยากาศของโลกที่สองซึ่งส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ มีไนโตรเจนอยู่บ้าง แต่แทบไม่มีออกซิเจน คล้ายกับบรรยากาศปัจจุบันของ Venus ซึ่งมีคาร์บอนไดออกไซด์ 96.5% และไนโตรเจน 3.5% ชั้นบรรยากาศของโลก ณ จุดนี้มีอย่างอื่นที่คล้ายกับดาวศุกร์ - มันหนาแน่นกว่าครั้งนี้ประมาณ 100 เท่า ความดันที่ผิวจะคล้ายกับความดันต่ำกว่า 1 กม. (0.62 ไมล์) ของน้ำ
ชั้นบรรยากาศของโลกเริ่มค่อยๆหายากเนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ถูกละลายในมหาสมุทรและตกตะกอนเป็นคาร์บอเนต สิ่งนี้ทำให้โลกส่วนใหญ่เคลือบด้วยคาร์บอนและเป็นจุดเริ่มต้นของชีวิต
ราว 3.5 พันล้านปีก่อนชีวิตได้ปรากฏตัวในรูปแบบของอาร์เคีย ประมาณ 2.7 พันล้านปีก่อนพวกมันถูกจุลินทรีย์เข้าร่วมเรียกว่าไซยาโนแบคทีเรีย Cyanobacteria เป็นสิ่งมีชีวิต phototropic ผลิตออกซิเจนครั้งแรกและเริ่มดูดคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศอย่างช้า ๆ และปล่อยออกซิเจน cyanobacteria ใช้เวลานานในการเริ่มต้นจริง ๆ แต่ระหว่าง 2.7 และ 2.2 พันล้านปีในช่วงต้น Paleoproterozoic ต้นจุลินทรีย์เหล่านี้เปลี่ยนบรรยากาศของโลกจากบรรยากาศที่เป็นพิษ (ขาดออกซิเจน) เป็นสถานะออกซิเจน (ออกซิเจน) . สิ่งนี้เรียกว่าการเกิดออกซิเดชั่นครั้งใหญ่หรือโดยทั่วไปจะเรียกว่าหายนะออกซิเจน
บางครั้งเหตุการณ์ออกซิเดชันถือเป็นหายนะเพราะสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่ยังมีชีวิตอยู่ในเวลานั้นออกซิเจนเป็นพิษ ดังนั้นออกซิเจนหายนะจึงเป็นหนึ่งในการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งแรก อย่างไรก็ตามเพื่อประโยชน์เราได้รับหนึ่งในชั้นบรรยากาศของโลกอีกอันหนึ่งที่เราต้องอยู่รอดในวันนี้
