Sejarah Bumi
Tabrakan ini memiliki tenaga 100 juta kali lebih besar dari tabrakan yang menyebabkan kepunahan dinosaurus. Tenaga ini cukup untuk menguapkan sebagian lapisan luar bumi dan menyatukan kedua bagian yang bertabrakan.:256 Sebagian dari bahan mantel terlempar ke orbit di sekitar Bumi. Hipotesis tubrukan besar menduga bahwa Bulan kehabisan materi logam; hal ini menjelaskan komposisinya yang abnormal. Materi
yang terlempar ke dalam orbit Bumi dapat berkumpul menjadi satu bagian dalam beberapa minggu, di bawah pengaruh gravitasinya sendiri; materi tersebut semakin lama akan memiliki bentuk yang bulat.
Mantel konveksi, proses yang mendorong lempeng tektonik saat ini, adalah hasil dari aliran panas dari dalam bumi ke permukaan bumi.:2 Termasuk juga penciptaan lempeng tektonik di pegunungan di tengah laut. Lempeng ini dihancurkan oleh subduksi ke dalam mantel di zona subduksi. Pada awal eon Arkean (sekitar 3.0 miliar tahun yang lalu) mantel itu jauh lebih
panas daripada sekarang, mungkin sekitar 1600 °C,:82 sehingga proses konveksi dalam mantel terjadi lebih cepat.
Kerak bumi mulai terbentuk ketika permukaan bumi mulai memadat, menghilangkan bekas-bekas pergeseran lempeng tektonik Hadean serta dampak dari tumbukan yang terjadi. Namun, diperkirakan kerak tersebut memiliki komposisi Basalt seperti Kerak samudera yang ada sekarang.:258 Potongan kerak benua besar yang pertama, muncul pada akhir masa Hadean, sekitar 4miliar tahun yang lalu. Bagian
yang tersisa dari benua pertama yang kecil ini disebut kraton. Potongan-potongan yang terjadi pada akhir Hadean sampai awal Arkean membentuk inti lempengan yang sampai sekarang tumbuh menjadi benua.
Batuan tertua di Bumi ditemukan di Laurentia, Kanada, yang berupa tonalit yang berumur sekitar 4miliar tahun. Bebatuan ini menunjukkan jejak metamorfosis oleh suhu tinggi, juga biji-bijian sedimen yang telah terkikis oleh erosi selama terbawa oleh air, yang menunjukkan adanya sungai dan laut pada masa itu.
Bumi biasanya diuraikan memiliki tiga atmosfer. Atmosfer pertama diperoleh dari nebula surya, terdiri dari unsur-unsur ringan (atmofil) dari nebula surya, sebagian besar merupakan hidrogen dan helium. Kombinasi dari angin matahari dan panas bumi akhirnya menghempaskan atmosfer ini, yang mengakibatkan habisnya atmosfer ini. Setelah terjadinya tumbukan, Bumi yang berbentuk cair melepaskan gas volatil,
dan gas-gas lainnya dikeluarkan oleh gunung berapi, membentuk atmosfer kedua yang kaya gas rumah kaca namun miskin oksigen.:256 Akhirnya, atmosfer ketiga yang kaya oksigen muncul ketika bakteri mulai menghasilkan oksigen sekitar 2.8miliar tahun yang lalu.:83-84.116-117
Dalam model awal pembentukan atmosfer dan laut, atmosfer kedua terbentuk karena pengeluaran gas volatil dari interior Bumi. Anggapan ini sekarang berubah, sebab volatil diperkirakan banyak dikeluarkan selama akresi dalam sebuah proses yang dikenal sebagai pengawagasan tubrukan. Anggapan ini memperkirakan lautan dan atmosfer sudah mulai terbentuk pada tahap pembetukan bumi. Atmosfer yang terbentuk kemungkinan berisi uap air, karbon dioksida, nitrogen, dan sejumlah kecil gas-gas lainnya.
Planetisimal dalam jarak 1satuan astronomi (AU), jarak Bumi dari Matahari, kemungkinan tidak berpengaruh terhadap pengadaan air di Bumi, karena nebula surya terlalu panas untuk mendukung pembentukan es dan hidrasi bebatuan oleh uap air memerlukan waktu yang terlalu lama. Air kemungkinan besar berasal dari meteorit yang ada di sabuk luar asteroid serta
beberapa embrio planet besar yang jaraknya lebih dari 2.5AU. Komet mungkin juga berkontribusi terhadap pengadaan air di Bumi. Meskipun sebagian besar komet saat ini mengorbit Matahari pada jarak yang jauh, namun simulasi komputer menunjukkan bahwa pada awalnya komet-komet tersebut mengorbit Matahari pada jarak yang lebih dekat.:130-132
Seiring Bumi mulai mendingin, awan-awan mulai terbentuk. Akhirnya hujan menciptakan lautan. Bukti terbaru menunjukkan lautan mungkin telah terbentuk 4.4miliar tahun yang lalu. Pada awal eon Arkean, lautan sudah menutupi Bumi. Formasi awal ini sulit dijelaskan karena ada masalah yang dikenal sebagai paradoks Matahari muda yang redup. Bintang diketahui akan
bertambah terang dengan bertambahnya usia, dan pada saat pembentukannya, Matahari hanya memancarkan 70% dari daya saat ini. Banyak model memprediksi bahwa Bumi pernah tertutup oleh es. Solusi yang memungkinkan adalah, bahwa ada banyak karbon dioksida dan metana yang menghasilkan efek rumah kaca. Karbon dioksida mungkin dihasilkan oleh gunung berapi,
dan metana dihasilkan oleh mikroba. Gas rumah kaca lainnya, yaitu amonia mungkin juga dikeluarkan oleh gunung berapi, namun dihancurkan secara cepat oleh radiasi ultraviolet.:83
Salah satu manfaat terbentuknya atmosfer dan lautan adalah tersedianya kondisi yang dapat menunjang adanya kehidupan. Ada banyak model yang menggambarkan asal mula kehidupan, namun masih sedikit konsensus tentang bagaimana kehidupan muncul dari bahan kimia. Percobaan yang dibuat di laboratorium masih belum dapat mengungkap tentang hal ini.
Tahap awal munculnya kehidupan kemungkinan dipicu dengan adanya reaksi kimia yang menghasilkan senyawa organik sederhana, termasuk nukleobasa serta asam amino yang merupakan materi penyusun kehidupan. Sebuah percobaan yang dilakukan oleh Stanley Miller dan Harold Urey pada tahun 1953 menunjukkan bahwa molekul tersebut bisa terbentuk dalam lingkungan air, metana, amonia dan hidrogen dengan
bantuan percikan bunga api, untuk meniru efek petir. Meskipun komposisi atmosfer mungkin berbeda dari komposisi yang digunakan oleh Miller dan Urey, percobaan lebih lanjut dilakukan dengan komposisi yang lebih mendekati kondisi sesungguhnya, juga berhasil mensintesis molekul organik. Simulasi komputer terbaru menunjukkan bahwa molekul organik di luar bumi dapat terbentuk dalam piringan protoplanet sebelum pembentukan bumi.
Replikasi diri, kemampuan organisme untuk menghasilkan keturunan yang sangat mirip dengan dirinya sendiri. Metabolisme, kemampuan untuk memberi makan dan memperbaiki diri sendiri. Membran sel eksternal, yang memungkinkan makanan masuk dan limbah hasil pencernaan terbuang.
Anggota paling sederhana dari tiga domain modern pun menggunakan DNA untuk merekam informasi genetika dan susunan RNA yang kompleks serta molekul protein untuk "membaca" petunjuk tersebut dan menggunakannya untuk pertumbuhan, pemeliharaan dan replikasi diri.
Penemuan yang menjelaskan bahwa jenis molekul RNA yang disebut ribozim dapat mengkatalisis baik replikasi sendiri maupun pembuatan protein membuka hipotesis baru yang mengatakan bahwa bentuk kehidupan awal sepenuhnya didasarkan pada RNA. Mereka bisa membentuk dunia dunia RNA dimana ada individu tetapi tidak ada spesies, seperti mutasi dan transfer gen horizontal yang
diartikan bahwa keturunan dalam setiap generasi cenderung memiliki genom yang berbeda dari induknya. RNA kemudian diganti oleh DNA, yang lebih stabil sehingga dapat mempertahankan genom untuk waktu yang lebih lama. Ribozim tetap menjadi komponen utama ribosom, yang merupakan "pabrik protein" sel modern.
Meskipun, molekul RNA yang dapat mereplikasi diri telah dapat diproduksi di laboratorium, namun tetap ada keraguan tentang apakah kemungkinan mensintesis RNA non-biologis. Ribozim awal kemungkinan terbentuk dari asam nukleat sederhana seperti PNA, TNA atau GNA, yang akan digantikan kemudian oleh. Replikator pra-RNA lainnya telah dikemukakan, termasuk kristal:150 dan bahkan sistem kuantum.
Pada tahun 2003 diusulkan bahwa presipitasi sulfida logam berpori akan membantu sintesis RNA pada suhu sekitar 100 °C. Dalam hipotesis ini, membran lipid akan menjadi komponen sel besar terakhir yang muncul dan terbatas pada pori-pori sampai mereka melakukan protosel.