據天文學家推測,行星是由一些巨大的氣體和塵埃旋轉形成的,而構成這些氣塵云的各種元素,其比例一般等于它們在宇宙中通常占有的百分比。行星中約有百分之九十的原子是氫,還有百分之九是氦,剩下的則包括其他所有元素——主要是氖、氧、碳、氮、氬、硫、硅、鎂、鐵和鋁。

　　地球的固態球體本身是各種巖石的混合物,由通過化學力結合成緊密分子的鎂、鐵、鋁的硅酸鹽和硫化物所組成。多余的鐵則慢慢地沉到巖層下面,形成熾熱的金屬核心。

　　當地球的這些固體成分聚攏在一起時,也會捕集到一些氣態物質,這些氣體會存在于固體微粒之間,或者與固體形成松散的化學結合。這些氣體中有氮、氖、氬的原子——它們不與其他元素化合。此外還有氫原子。氫或自己成對地結合成氫分子（Ｈ２）,或與其他原子化合。它能與氧化合生成水（Ｈ２Ｏ）,與氮化合生成氨（ＮＨ３）,或與碳化合生成甲烷（ＣＨ４）。

　　隨著構成地球的物質的不斷堆積,壓力就會越來越大,火山噴發也會越來越猛烈,這些氣體就會被擠壓出來。氫、氦和氖的分子由于太輕,地球留不住,就迅速地逃逸掉了。剩下來的就組成了大氣。它們是水蒸汽、氨、甲烷,再加上一點兒氖。水蒸汽的大部分（不是全部）冷凝下來,就形成了海洋。

　　木星和土星等行星所具有的也是這種大氣,不過,由于它們的質量相當大,能夠把氫、氦和氖保留下來。

　　但是,內行星的大氣層已開始進入化學進化階段了。來自離得很近的太陽的紫外線,把水蒸汽的分子破壞成氫和氧的分子。氫逃逸掉了,而氧卻留了下來。它們越聚越多,并且與氨和甲烷發生化合。氧與氨化合時,生成氮和水;氧與甲烷化合時,生成二氧化碳和水。漸漸地,內行星大氣層的成分就從氨加甲烷變成了氮加二氧化碳。今天,火星和金星仍然具有這種氮加二氧化碳的大氣層、地球在幾十億年前開始出現生命的時候,一定也是有這種大氣層的。

　　而且,這種大氣是穩定的。它一旦形成,總有一部分當紫外線分解水蒸汽時生成的自由氧（其分子式為Ｏ２,由兩個氧原子組成）積聚起來。紫外線還會進一步把這種氧變為臭氧（其分子式為Ｏ３,由三個氧原子組成）。臭氧會吸收紫外線,并把它截住,使它幾乎不能穿過臭氧層進入上層大氣層去分解下層的水分子,因此,大氣層的化學進化即告終止——直到后來又出現了新情況時為止。

　　在地球上,這種新情況已經出現過了。在偶然的情況下,有一些生命萌發了,它們能利用可見光來分解水分子。臭氧層并不阻擋可見光的通過,因此,上述過程（即光合作用）會無限地進行下去。在光合作用下,二氧化碳被吸收,而氧氣則被釋放出來。這大概是五億年前開始的。從那時候起,大氣層就被轉變為今天這種氮氣加氧氣的結構。

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