海洋的水來自太空
我們的故事發生在45億年前的銀河係中。大量的塵埃和小行星圍繞著早期的太陽旋轉。這些轉動的物質既有微小的灰塵，也有直徑幾百公裏的小行星。不久，大大小小的物質開始相互碰撞。最初，碰撞是緩慢的，引力將撞碎的空間物質結合在一起，形成了一個岩石體，這就是地球的雛形。隨著越來越多的碰撞物的聚集，地球逐漸長大了，其引力場也變得越來越強，使周圍旋轉的星際物質越來越快地被拉向地球，以更強的力量衝擊著地球表麵，形成巨大的隕石坑，釋放出大量的熱。在強大熱量的作用下，地球的外層開始熔化，形成了一個沸騰的熔岩淺海。還有大量的熱被地球內部吸收，埋藏在成噸的不斷生長的岩石下麵。這樣的過程持續了幾百萬年，直到地球長成現在的大小。
在地球早期的生長過程中，巨大的星際碰撞有規律地發生著，把大量的塵埃釋放到大氣中，遮住了所有的陽光，使地球陷入徹底的黑暗中。彗星、大量凝固的氣體和冰塊以及小行星撞擊著地球，猛烈的風暴在地球上肆虐。巨大的撞擊和不斷的火山噴發產生的大爆炸使埋藏於岩石中的水和氣體釋放到大氣中。這時的大氣，條件惡劣，密度很大，由二氧化碳、水蒸氣、氮氣和其他幾種氣體組成。塵埃、蒸汽和火山灰形成的黑雲籠罩著天空，狂雷巨閃劃破黑暗，熾熱的岩漿海在地麵上沸騰著、激蕩著。早期地球的黑暗讓人無法想像它會變成一個藍色的星球。
我們是怎樣知道所有這些發生在大約45億年前的事情的呢?科學家們利用一種新技術來估測地球誕生的時間，放射性測年。地球上所有的元素由於它們原子核內的中子和質子數的不同，而有一定的原子量。一些元素如鈾、鐳、鉀和碳，由於同一種元素的原子核內中子數不同而有幾種不同的表現形式，稱為元素的同位素。同位素原子量雖然不同，但它們的化學性質是相同的。一些同位素不穩定，具有放射性。放射性同位素以一定的速率衰變，衰變速率稱為半衰期。元素的半衰期就是這種元素從原始質量衰變到一半時所花費的時間。如果地質學家知道了某種元素的半衰期，他們就可以通過測定母體和子體(衰變的產物)的質量來計算岩石的年齡。例如，碳有三種同位素：兩種是穩定的(碳12和碳13)；一種是不穩定的，即具有放射性(碳14)。當碳14衰變時，放出熱量，生成氮14。碳14的半衰期是5570年，也就是說，在某種物質中的碳14需要花5570年的時間使一半的碳14轉變為氮14。地質學家們可以通過測定現在岩石中碳14和氮14的量，來估計岩石的年齡，這就是碳測年法。
科學家們認為隕石和地球具有相同的年齡，通過對隕石進行放射性測年，得出隕石已經有45億歲了。現在，科學家們認為地球在早期形成過程中受到一個巨大的小行星撞擊，使地球的一部分脫離出去，形成了月球。所有的月球岩石的測年結果都略小於45億年。古隕石坑，尤其是月球表麵上的古隕石坑中的岩石的測年結果表明，大約45億年前，地球已經長到了現在的大小，彗星和小行星的撞擊頻率開始減慢。
到44億年前，撞擊的減少使岩漿海的活動減弱，地球的表麵開始冷卻，慢慢地，冷凝的岩漿形成一層薄而黑的地殼覆蓋著地球。雖然行星撞擊和火山噴發時不時地把地殼撕開，把熾熱的岩漿噴向天空，但是，隨著撞擊的不斷減少，冷卻的不斷進行，地球表麵形成了越來越厚的地殼。冷卻使大氣中的水蒸氣冷凝，水滴以降雨的形式落到地麵上。不久，暴雨衝刷大地，形成了第一個水的海洋。這時的海水是酸性的，而且非常熱，水溫大概有100℃。火山噴發和大量的降雨把一些元素帶入海洋中，使海洋稍稍有一點兒鹽度。環繞地球的大氣仍充滿著二氧化碳，並且密度大，具有腐蝕性。隨著越來越多冷凝水的形成，陽光開始穿透黑雲。這時海的周圍矗立著高高的環形山，但水的侵蝕力量是巨大的，凶猛的洪水衝出深穀，衝蝕著山峰。最近的幾次小行星撞擊使海洋產生了滔天巨浪，海嘯席卷了整個地球。因為那時的月球更接近地球，所以海洋中的潮汐作用很強。
大氣中的二氧化碳開始溶入海洋，與海洋中的碳酸根離子結合形成碳酸鈣或石灰石。隨著沉積在海底的石灰石越來越多，大氣中的二氧化碳逐漸減少，天空變得明亮起來。碳酸鈣調節著海洋的酸性，使海洋的化學環境略帶苦澀，其作用就像胃酸過多的人服用的抗酸藥物一樣。太陽的輻射增加，使地球的溫度上升，大量的水從海洋中蒸發出來，使海平麵下降，露出許多陸地。在雨水和河流的風化作用下，更多的礦物質從新的陸地進入海洋，海洋的鹽度開始上升。
在這一時期，地球上的氣候變化可能異常劇烈，同時火山噴發、地震海嘯仍不斷改造著地球表麵。一些科學家認為，在這段時期，災難性的小行星碰撞仍時有發生，海洋以幾十年為周期不斷地蒸發著、改造著。