Una quantità considerevole di acqua sarebbe stata nel materiale che ha formato la Terra. Le molecole d’acqua sarebbero sfuggite alla gravità terrestre più facilmente quando era meno massiccia durante la sua formazione. Ci si aspetta che idrogeno ed elio escano continuamente (anche fino ai giorni nostri) a causa della fuga atmosferica.

Parte del pianeta antico è teorizzato essere stato interrotto dall’impatto che ha creato la Luna, che avrebbe dovuto causare lo scioglimento di una o due grandi aree. La composizione attuale non corrisponde alla fusione completa ed è difficile fondere completamente e mescolare enormi masse rocciose. Tuttavia, una discreta frazione di materiale avrebbe dovuto essere vaporizzata da questo impatto, creando un’atmosfera di vapore roccioso attorno al giovane pianeta. Il vapore di roccia si sarebbe condensato entro duemila anni, lasciando dietro di sé volatili caldi che probabilmente hanno provocato una pesante atmosfera di CO2 con idrogeno e vapore acqueo. Gli oceani di acqua liquida esistevano nonostante la temperatura superficiale di 230 ° C (446 ° F) a causa della pressione atmosferica della pesante atmosfera di CO2. Mentre il raffreddamento continuava, la subduzione e la dissoluzione nell’acqua dell’oceano rimuovevano la maggior parte della CO2 dall’atmosfera, ma i livelli oscillavano selvaggiamente quando apparivano nuovi cicli di superficie e mantello.

Lo studio degli zirconi ha scoperto che l’acqua liquida deve essere esistita già 4.400 milioni di anni fa, molto presto dopo la formazione della Terra. Ciò richiede la presenza di un’atmosfera. La teoria Cool Early Earth copre un intervallo da circa 4.400 a 4.000 milioni di anni fa.

Uno studio del settembre 2008 sugli zirconi ha scoperto che la roccia hadean australiana contiene minerali che indicano l’esistenza della tettonica a placche già 4.000 milioni di anni fa. Se questo è vero, il momento in cui la Terra ha terminato la sua transizione da avere una superficie calda e fusa e un’atmosfera piena di anidride carbonica, ad essere molto simile a oggi, può essere approssimativamente datato a circa 4,0 miliardi di anni fa. L’azione della tettonica a placche e degli oceani intrappola grandi quantità di anidride carbonica, eliminando così l’effetto serra e portando ad una temperatura superficiale molto più fredda e alla formazione di roccia solida, e forse anche alla vita.