Apabila mula-mula dibentuk, atmosfera Bumi mungkin mengandungi lebih gas rumah hijau. Kepekatan karbon dioksida mungkin lebih tinggi, dengan tekanan separa anggaran sebanyak 1,000 kPa (10 bar), kerana tidak ada fotosintesis bakteria untuk menukar gas CO2 ke karbon organik dan gas oksigen. Metana, gas rumah hijau yang sangat aktif yang bertindak balas dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida dan wap air, mungkin lebih lazim juga, dengan nisbah campuran 10−4 (100 bahagian per juta mengikut isipadu).[7][8]

Berdasarkan kajian isotop sulfur geologi, pada tahun 2009 sekumpulan saintis termasuk Yuichiro Ueno dari Universiti Tokyo mencadangkan karbonil sulfida (OCS) hadir di atmosfera Arkean. Karbonil sulfida adalah gas rumah hijau yang cekap dan para saintis menganggarkan bahawa kesan rumah hijau tambahan akan mencukupi untuk mengelakkan Bumi daripada membeku.[9]

Berdasarkan analisis "analisis isotop nitrogen dan argon dalam rangkuman bendalir yang terperangkap dalam kuarza hidroterma 3.0 hingga 3.5 billion tahun, kertas kerja 2013 menyimpulkan bahawa "dinitrogen tidak memainkan peranan penting dalam anggaran haba Bumi purba dan bahawa tekanan separa CO2 zaman Akean mungkin lebih rendah daripada 0.7 bar".[10] Burgess, salah seorang pengarang menyatakan, "Jumlah nitrogen dalam atmosfera terlalu rendah untuk meningkatkan kesan rumah hijau karbon dioksida yang cukup untuk menghangatkan planet ini. Walau bagaimanapun, keputusan kami memberikan bacaan tekanan yang lebih tinggi dari yang diharapkan untuk karbon dioksida – dengan anggaran berdasarkan tanah fosil – yang boleh jadi tinggi untuk mengatasi kesan Matahari muda yang lemah dan akan memerlukan siasatan lanjut."[11] Juga, pada 2012-2016 kajian oleh S.M. Som, berdasarkan analisis jejak hujan dan gelembung udara yang terperangkap dalam lava purba, telah menunjukkan tekanan atmosfera yang rendah di bawah 1.1 bar dan mungkin serendah 0.23 bar semasa zaman 2.7 bilion tahun dari sekarang.[12]

Berikutan tokokan awal benua selepas kira-kira 1 bilion tahun,[13] pakar geo-botani Heinrich Walter dan lain-lain berpendapat bahawa versi bukan biologi kitaran karbon memberikan maklum balas suhu negatif. Karbon dioksida dalam atmosfera terlarut dalam cecair air dan digabungkan dengan ion logam yang diperoleh daripada pelepasan silikat untuk menghasilkan karbonat. Semasa tempoh zaman ais, bahagian kitaran ini akan terhenti. Pelepasan karbon gunung berapi kemudian akan memulakan semula kitaran pemanasan akibat kesan rumah hijau.[14][15]

Mengikut hipotesis Bumi bola salji, mungkin terdapat beberapa tempoh apabila lautan bumi membeku sepenuhnya. Tempoh yang paling baru mungkin sekitar 630 juta tahun yang lalu.[16] Selepas itu, letupan Kambria mengenai bentuk kehidupan multisel baru bermula.