spora ilość wody byłaby w materiale, który utworzył ziemię. Cząsteczki wody łatwiej umknęłyby grawitacji Ziemi, gdy była mniej masywna podczas jej formowania. Oczekuje się, że wodór i hel będą nieustannie uciekać (nawet do dnia dzisiejszego) z powodu ucieczki z atmosfery.

część starożytnej planety została zakłócona przez uderzenie, które stworzyło księżyc, co powinno spowodować topnienie jednego lub dwóch dużych obszarów. Obecny skład nie pasuje do całkowitego topnienia i trudno jest całkowicie stopić i wymieszać ogromne masy skalne. Jednak znaczna część materiału powinna zostać odparowana przez to uderzenie, tworząc atmosferę oparów skalnych wokół młodej planety. Opary skalne skondensowałyby się w ciągu dwóch tysięcy lat, pozostawiając za sobą gorące substancje lotne, co prawdopodobnie spowodowało powstanie ciężkiej atmosfery CO2 z wodorem i parą wodną. Ciekłe oceany wodne istniały pomimo temperatury powierzchni 230 °C (446 °F) z powodu ciśnienia atmosferycznego ciężkiej atmosfery CO2. W miarę dalszego chłodzenia subdukcja i rozpuszczanie w wodzie oceanicznej usunęły większość CO2 z atmosfery, ale poziomy oscylowały szalenie, gdy pojawiły się nowe cykle powierzchni i płaszcza.

badania cyrkonów wykazały, że ciekła woda musiała istnieć już 4400 milionów lat temu, wkrótce po uformowaniu się ziemi. Wymaga to obecności atmosfery. Wczesna teoria chłodnej Ziemi obejmuje zakres od około 4400 do 4000 milionów lat temu.

badanie cyrkonów z września 2008 r.wykazało, że australijska Skała Hadean zawiera minerały wskazujące na istnienie tektoniki płyt już 4000 milionów lat temu. Jeśli to prawda, czas, w którym Ziemia zakończyła swoje przejście z gorącej, stopionej powierzchni i atmosfery pełnej dwutlenku węgla, do bycia bardzo podobnym do dzisiejszego, może być datowany na około 4,0 miliarda lat temu. Działanie tektoniki płyt i oceanów zatrzymuje ogromne ilości dwutlenku węgla, eliminując w ten sposób efekt cieplarniany i prowadząc do znacznie niższej temperatury powierzchni i tworzenia się litej skały, a nawet życia.