Potrivit Universității din Michigan, Pământul primitiv nu a avut o atmosferă până când gazele nu au fost eliberate din interiorul planetei. Gazele în mișcare rapidă și erupțiile vulcanice masive au condus la crearea a două straturi atmosferice distincte, dar la fel de importante.
Potrivit NASA, cea mai timpurie atmosferă a Pământului a fost probabil formată numai din hidrogen și heliu, două dintre cele mai abundente substanțe din univers. Aceste gaze au compus, de asemenea, discul cu gaze în jurul Soarelui, de unde s-au format Pământul și toate planetele înconjurătoare. Când atmosfera sa format prima dată, Pământul era extrem de fierbinte și inospitalier față de viața care există în prezent pe ea. Hidrogenul și moleculele de heliu care pluteau deasupra suprafeței Pământului au preluat în cele din urmă o astfel de viteză încât au scăpat de tragerea gravitațională a Pământului și au atins spațiul. Acest proces a dus la formarea primului strat al atmosferei Pământului.
NASA explică faptul că cel de-al doilea strat atmosferic a fost format în decurs de miliarde de ani ca urmare a erupțiilor vulcanice masive. În acest moment, au existat mult mai mulți vulcani răspândiți pe suprafața Pământului, ceea ce a dus la eliberarea la nivel global a gazelor din interiorul Pământului. Aceste gaze au inclus aburi, dioxid de carbon și amoniac. În cele din urmă, moleculele de amoniac au fost sparte de lumina soarelui și au lăsat în urmă azotul și hidrogenul, provocând formarea condițiilor atmosferice care există astăzi.