宇宙的起源——大爆炸理論
20世紀20年代末，人們進行了一項驚人的觀察。來自遙遠星系的光被轉移到較低的頻率(紅移)類似於駛過的火車或汽車上喇叭的聲音變得更低的方式。光頻移可以用同樣的方式解釋；遙遠的星系正在遠離我們。事實上，所有的星系(數十億顆恆星的星系團)都在遠離我們自己的銀河系，並且彼此之間也在遠離，離得越遠，它們離開我們的速度就越快。這就像一場巨大的爆炸。所有的碎片都從爆炸中心向外移動。在標準理論中，空間和時間以及宇宙中所有的物質和能量都是在大爆炸大約100到150億年前。宇宙大爆炸後迅速膨脹和冷卻的環境使得只有簡單的物質形成。宇宙充滿了氫和少量氦。隨著宇宙的膨脹，氫和氦濃度較高的區域形成星系，氫和氦濃度最高的區域形成恆星。
恆星進化
出生 星雲(氣體雲)在雲中所有原子的相互重力作用下慢慢收縮。收縮導致壓力增加，從而導致雲升溫。大部分質量聚到質量中心，這裡的壓力最大。星雲的核心，原恆星，溫度最高，開始發出熾熱的紅光。很快，壓力和溫度如此之大，氫原子核開始融合在一起形成氦。這種核反應釋放出大量能量。“熱核火”被點燃；一顆星星誕生了！能量釋放產生向外的壓力，重力收縮停止。
死亡 最終恆星將大量氫融合到氦中，以至於核心中的氫濃度降低，熱核反應變得緩慢。恆星的核心冷卻並開始再次收縮。這種二次收縮增加了恆星核心的壓力和溫度。 大多數比太陽小的恆星會慢慢冷卻和褪色。 中等質量的恆星(太陽大小的0.8 - 8倍)將開始融合氦；這紅巨星恆星演化階段透過鐵產生元素週期表中的元素。這顆恆星的大氣層被吹成一個膨脹的環(行星狀星雲)，其餘部分變成了白矮星。
在高質量恆星(太陽的8 - 20倍)中，二次收縮階段產生的壓力和溫度如此之大，以至於大質量的原子核融合在一起，形成了週期表中最大的元素超新星。超新星將這些元素擴散到星際空間，在那裡它們可以與其他星雲合併，形成新的恆星。它剩餘的10%質量仍然是中子星。 在質量非常高的恆星(我們太陽的20 - 100倍)中，質量和重力是如此之大，以至於當它進入後期收縮階段時，內部的壓力是如此之大，物質無法承受。物質崩潰。黑洞誕生了。
地球的起源——太陽星雲
大約46億年前，我們的太陽系由氣體和塵埃雲形成，這些氣體和塵埃在所有粒子的相互重力作用下慢慢收縮。雲主要是由氫和一些氦以及少量剩餘的天然化學元素組成的。隨著星雲收縮，最初的旋轉或翻滾運動加快了，就像一個旋轉的溜冰者拉著他的胳膊旋轉得更快。雲變成了圓盤。在圓盤內，物質的最大濃度在中心。這成了太陽。物質以較小的團塊聚集在圓盤中。這些變成了行星。原太陽和原行星是透過向質量中心下落的物質的增加而生長的。隨著收縮增加壓力，太陽星雲變得更熱，特別是在內部星雲。
最終原太陽核心的壓力和溫度變得足夠大，氫原子核融合在一起形成氦。這種核反應釋放了大量的能量，就像今天繼續這樣。太陽誕生了。大部分氣體和最細小的粒子被從太陽系中清除出去，只留下原始行星和小行星。此時行星已經達到了它們的大部分質量，但是猛烈的流星轟擊還持續了大約5億年。在太陽內部星雲的高溫下，小型原行星(水星、金星、地球、火星)太熱，無法容納主導太陽星雲的揮發性氣體。只有像鐵和岩石矽酸鹽這樣的難熔(高熔點)材料是穩定的，所以類地行星主要由金屬核和矽酸鹽覆蓋層組成，大氣稀薄或不存在。在外太陽星雲中，溫度足夠低，足以讓大量氣體積聚並被原行星保持。因此，木星(木星、土星、天王星和海王星)是氣態巨行星，主要由氫、氦和氫化合物如氨和甲烷組成。
地球層和大氣的分離
早期地球的物質可能是零零碎碎地新增的，沒有任何特定的順序。但是早期的地球由於重力坍塌、撞擊和放射性加熱而非常熱。因此，早期地球可能部分或大部分熔化了。在這種熔融狀態下，密度較大的液體下沉到地球中心，密度較小的液體上升到頂部，就像油上升到水面一樣。這樣，地球現在有一個金屬鐵芯和一個岩石矽酸鹽地幔。透過火成岩(火山和侵入)活動，地球的外殼最終形成。
今天的地殼是由比地幔密度低、熔點低的物質組成的。 某些型別的流星和彗星攜帶的揮發性物質透過穿透內部的撞擊被注入地幔。早期炎熱的地球冷卻的方式與今天地球內部冷卻的方式非常相似——透過對流。今天，這種對流與海底擴張和熱點有關。在地球早期，海底擴張可能沒有今天組織得好；擴散和俯衝的模式可能更加活躍和混亂。地幔一定有快速的對流翻轉，這一定導致了地幔中儲存的揮發物的快速釋放，因為氣體不喜歡保持固態或液態。地幔中的氣體更喜歡進入任何形成的熔體，如果熔體在表面爆發，它們會快樂地逃逸到大氣中。
即使在今天，火山活動，特別是在大洋中脊，也會向大氣中釋放大量二氧化碳、水蒸氣和其他氣體。當然，大部分釋放的水蒸氣凝結成海洋。這種除氣作用形成了海洋和原始還原大氣。自從地球上生命進化以來，在過去35億年左右的時間裡，生物過程給我們的富氧大氣帶來了發展。
宇宙的起源——大爆炸理論
20世紀20年代末，人們進行了一項驚人的觀察。來自遙遠星系的光被轉移到較低的頻率(紅移)類似於駛過的火車或汽車上喇叭的聲音變得更低的方式。光頻移可以用同樣的方式解釋；遙遠的星系正在遠離我們。事實上，所有的星系(數十億顆恆星的星系團)都在遠離我們自己的銀河系，並且彼此之間也在遠離，離得越遠，它們離開我們的速度就越快。這就像一場巨大的爆炸。所有的碎片都從爆炸中心向外移動。在標準理論中，空間和時間以及宇宙中所有的物質和能量都是在大爆炸大約100到150億年前。宇宙大爆炸後迅速膨脹和冷卻的環境使得只有簡單的物質形成。宇宙充滿了氫和少量氦。隨著宇宙的膨脹，氫和氦濃度較高的區域形成星系，氫和氦濃度最高的區域形成恆星。
恆星進化
出生 星雲(氣體雲)在雲中所有原子的相互重力作用下慢慢收縮。收縮導致壓力增加，從而導致雲升溫。大部分質量聚到質量中心，這裡的壓力最大。星雲的核心，原恆星，溫度最高，開始發出熾熱的紅光。很快，壓力和溫度如此之大，氫原子核開始融合在一起形成氦。這種核反應釋放出大量能量。“熱核火”被點燃；一顆星星誕生了！能量釋放產生向外的壓力，重力收縮停止。
死亡 最終恆星將大量氫融合到氦中，以至於核心中的氫濃度降低，熱核反應變得緩慢。恆星的核心冷卻並開始再次收縮。這種二次收縮增加了恆星核心的壓力和溫度。 大多數比太陽小的恆星會慢慢冷卻和褪色。 中等質量的恆星(太陽大小的0.8 - 8倍)將開始融合氦；這紅巨星恆星演化階段透過鐵產生元素週期表中的元素。這顆恆星的大氣層被吹成一個膨脹的環(行星狀星雲)，其餘部分變成了白矮星。
在高質量恆星(太陽的8 - 20倍)中，二次收縮階段產生的壓力和溫度如此之大，以至於大質量的原子核融合在一起，形成了週期表中最大的元素超新星。超新星將這些元素擴散到星際空間，在那裡它們可以與其他星雲合併，形成新的恆星。它剩餘的10%質量仍然是中子星。 在質量非常高的恆星(我們太陽的20 - 100倍)中，質量和重力是如此之大，以至於當它進入後期收縮階段時，內部的壓力是如此之大，物質無法承受。物質崩潰。黑洞誕生了。
地球的起源——太陽星雲
大約46億年前，我們的太陽系由氣體和塵埃雲形成，這些氣體和塵埃在所有粒子的相互重力作用下慢慢收縮。雲主要是由氫和一些氦以及少量剩餘的天然化學元素組成的。隨著星雲收縮，最初的旋轉或翻滾運動加快了，就像一個旋轉的溜冰者拉著他的胳膊旋轉得更快。雲變成了圓盤。在圓盤內，物質的最大濃度在中心。這成了太陽。物質以較小的團塊聚集在圓盤中。這些變成了行星。原太陽和原行星是透過向質量中心下落的物質的增加而生長的。隨著收縮增加壓力，太陽星雲變得更熱，特別是在內部星雲。
最終原太陽核心的壓力和溫度變得足夠大，氫原子核融合在一起形成氦。這種核反應釋放了大量的能量，就像今天繼續這樣。太陽誕生了。大部分氣體和最細小的粒子被從太陽系中清除出去，只留下原始行星和小行星。此時行星已經達到了它們的大部分質量，但是猛烈的流星轟擊還持續了大約5億年。在太陽內部星雲的高溫下，小型原行星(水星、金星、地球、火星)太熱，無法容納主導太陽星雲的揮發性氣體。只有像鐵和岩石矽酸鹽這樣的難熔(高熔點)材料是穩定的，所以類地行星主要由金屬核和矽酸鹽覆蓋層組成，大氣稀薄或不存在。在外太陽星雲中，溫度足夠低，足以讓大量氣體積聚並被原行星保持。因此，木星(木星、土星、天王星和海王星)是氣態巨行星，主要由氫、氦和氫化合物如氨和甲烷組成。
地球層和大氣的分離
早期地球的物質可能是零零碎碎地新增的，沒有任何特定的順序。但是早期的地球由於重力坍塌、撞擊和放射性加熱而非常熱。因此，早期地球可能部分或大部分熔化了。在這種熔融狀態下，密度較大的液體下沉到地球中心，密度較小的液體上升到頂部，就像油上升到水面一樣。這樣，地球現在有一個金屬鐵芯和一個岩石矽酸鹽地幔。透過火成岩(火山和侵入)活動，地球的外殼最終形成。
今天的地殼是由比地幔密度低、熔點低的物質組成的。 某些型別的流星和彗星攜帶的揮發性物質透過穿透內部的撞擊被注入地幔。早期炎熱的地球冷卻的方式與今天地球內部冷卻的方式非常相似——透過對流。今天，這種對流與海底擴張和熱點有關。在地球早期，海底擴張可能沒有今天組織得好；擴散和俯衝的模式可能更加活躍和混亂。地幔一定有快速的對流翻轉，這一定導致了地幔中儲存的揮發物的快速釋放，因為氣體不喜歡保持固態或液態。地幔中的氣體更喜歡進入任何形成的熔體，如果熔體在表面爆發，它們會快樂地逃逸到大氣中。
即使在今天，火山活動，特別是在大洋中脊，也會向大氣中釋放大量二氧化碳、水蒸氣和其他氣體。當然，大部分釋放的水蒸氣凝結成海洋。這種除氣作用形成了海洋和原始還原大氣。自從地球上生命進化以來，在過去35億年左右的時間裡，生物過程給我們的富氧大氣帶來了發展。