大约30亿年前,地球形成初期的降雨停止后,进入了另一个发展阶段。地球的原始大气中含有氨(NH3)、甲烷(CH4)、氰化氢(HCN)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、水(H2O)等成分,但没有游离的氧气,大气中的一些气体和地壳表面的一些可溶性物质溶于水中,在宇宙射线、太阳紫外线、闪电、高温等的作用下而自然合成了一系列的小分子有机化合物,例如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,汇集在原始海洋中,形成霍尔丹所谓的“原始汤”,从而为生命的诞生准备了必要的条件。其中具有四价键的碳,特别能同其他元素结合而形成多种物质。约有2000种以上的有机化合物中都含有碳(已知各种有机化合物约200万种)。如果没有碳的存在,也就没有生命的诞生。