Atmosfēra ieslēgta agrīnā Zeme bija ļoti atšķirīgs no tā, kāds mums ir šodien. Tiek uzskatīts, ka Zemes pirmo atmosfēru veidoja ūdeņradis un hēlijs, līdzīgi kā gāzveida planētas un Saule. Pēc miljoniem gadu ilgušiem vulkānu izvirdumiem un citiem iekšējiem Zemes procesiem parādījās otrā atmosfēra. Šī atmosfēra bija pilna ar siltumnīcefekta gāzēm, piemēram, oglekļa dioksīdu, sēra dioksīdu, un tajā bija arī cita veida tvaiki un gāzes, piemēram, ūdens tvaiki un mazākā mērā amonjaks un metāns.
Nesatur skābekli
Šī gāzu kombinācija bija ļoti neiedomājama lielākajai daļai dzīvības veidu. Kaut arī ir daudz teoriju, piemēram, Pirmatnējās zupas teorija, Hidrotermiskās ventilācijas teorijaun Panspermijas teorija par to, kā sākusies dzīvība uz Zemes, ir skaidrs, ka pirmajiem organismiem, kas apdzīvoja Zemi, nebija vajadzīgs skābeklis, jo atmosfērā nebija brīva skābekļa. Lielākā daļa zinātnieku piekrīt, ka dzīvības pamatelementi nebūtu izveidojušies, ja tajā laikā atmosfērā būtu bijis skābeklis.
Oglekļa dioksīds
Tomēr augi un citi autotrofiski organismi plaukst atmosfērā, kas piepildīta ar oglekļa dioksīdu. Oglekļa dioksīds ir viens no galvenajiem reaģentiem, kas nepieciešams fotosintēze rasties. Izmantojot oglekļa dioksīdu un ūdeni, autotrofs var radīt ogļhidrātus enerģijai un skābekli kā atkritumus. Pēc daudzu augu parādīšanās uz Zemes atmosfērā brīvi plūda skābeklis. Tiek izvirzīts hipotēze, ka tajā laikā nevienai dzīvai būtnei uz Zemes nebija skābekļa. Faktiski skābekļa pārpilnība bija toksiska dažiem autotrofiem, un tie izmira.
Ultravioletais
Kaut arī skābekļa gāzi nevarēja tieši izmantot dzīvām lietām, skābeklis nebija slikts šiem organismiem, kas tajā laikā dzīvoja. Skābekļa gāze peldēja atmosfēras augšdaļā, kur tā tika pakļauta ultravioletajiem saules stariem. Šie UV stari sadalīja diatomiskā skābekļa molekulas un palīdzēja radīt ozonu, ko veido trīs skābekļa atomi, kas ir kovalenti saistīti viens ar otru. ozona slānis palīdzēja bloķēt dažus UV starus no Zemes nokļūšanas. Tas padarīja dzīvi drošāku kolonizēt uz sauszemes, neļaujot tiem izturēties pret kaitīgajiem stariem. Pirms ozona slāņa veidošanās dzīvei bija jāpaliek okeānos, kur tas tika pasargāts no bargā karstuma un starojuma.
Pirmie patērētāji
Ar aizsargājošu ozona slāni, kas tos pārklāja, un ar daudz skābekļa gāzes, lai elpotu, heterotrofi spēja attīstīties. Pirmie patērētāji parādījās vienkāršie zālēdāji, kas varēja ēst augus, kuri izdzīvoja ar skābekli piepildītā atmosfērā. Tā kā šajos zemes kolonizācijas agrīnajos posmos skābekļa bija tik daudz, daudzi mūsdienās zināmo sugu senči pieauga līdz milzīgiem izmēriem. Ir pierādījumi, ka daži kukaiņu veidi pieauga par dažu lielāku putnu veidiem.
Pēc tam varētu attīstīties vairāk heterotrofu, jo bija vairāk pārtikas avotu. Šie heterotrofi izdalīja oglekļa dioksīdu kā atkritumu elpošanas produktu. Autotrofu un heterotrofu piešķiršana un ņemšana spēja vienmērīgi uzturēt skābekļa un oglekļa dioksīda līmeni atmosfērā. Tas dod un ņem šodien.