o cantitate considerabilă de apă ar fi fost în materialul care a format Pământul. Moleculele de apă ar fi scăpat mai ușor de gravitația Pământului atunci când a fost mai puțin masivă în timpul formării sale. Se așteaptă ca hidrogenul și heliul să scape continuu (chiar și până în prezent) din cauza evadării atmosferice.o parte a planetei antice este teoretizată că a fost perturbată de impactul care a creat luna, care ar fi trebuit să provoace topirea uneia sau a două zone mari. Compoziția actuală nu se potrivește cu topirea completă și este greu să se topească complet și să se amestece mase uriașe de rocă. Cu toate acestea, o fracțiune echitabilă de material ar fi trebuit să fie vaporizată de acest impact, creând o atmosferă de vapori de rocă în jurul tinerei planete. Vaporii de rocă s-ar fi condensat în decurs de două mii de ani, lăsând în urmă volatile fierbinți care probabil au dus la o atmosferă grea de CO2 cu hidrogen și vapori de apă. Oceanele de apă lichidă au existat în ciuda temperaturii de suprafață de 230 ct (446 CTF) din cauza presiunii atmosferice a atmosferei grele de CO2. Pe măsură ce răcirea a continuat, subducția și dizolvarea în apa oceanului au îndepărtat majoritatea CO2 din atmosferă, dar nivelurile au oscilat sălbatic pe măsură ce au apărut noi cicluri de suprafață și manta.

studiul zirconilor a constatat că apa lichidă trebuie să fi existat cu mult timp în urmă cu 4.400 de milioane de ani în urmă, foarte curând după formarea Pământului. Aceasta necesită prezența unei atmosfere. Teoria rece a Pământului timpuriu acoperă o gamă de la aproximativ 4.400 la 4.000 de milioane de ani în urmă.

Un studiu din septembrie 2008 asupra zirconilor a constatat că roca Hadeană australiană deține minerale care indică existența tectonicii plăcilor încă de acum 4.000 de milioane de ani. Dacă acest lucru este adevărat, momentul în care Pământul și-a terminat tranziția de la a avea o suprafață fierbinte, topită și o atmosferă plină de dioxid de carbon, la a fi foarte asemănător cu astăzi, poate fi datat aproximativ cu aproximativ 4,0 miliarde de ani în urmă. Acțiunea plăcilor tectonice și a oceanelor captează cantități mari de dioxid de carbon, eliminând astfel efectul de seră și ducând la o temperatură de suprafață mult mai rece și la formarea de roci solide și, eventual, chiar viață.