Nastanek Zemlje je tesno povezan z nastankom sončnega sistema pred približno petimi milijardami let. Sončni sistem se je zgostil iz ogromnega oblaka plina in prahu, pri čemer se je Sonce, ki je nastalo kot del oblaka, sesedlo vase pod vplivom gravitacije do točke, kjer bi se lahko začela jedrska fuzija. Sončevo gravitacijsko polje je pritegnilo velike količine materiala, ki je okrog sebe oblikoval strukturo v obliki diska, znano kot akrecijski disk. Zemlja je, tako kot drugi planeti, nastala pred približno 4.54 milijarde let, ko se je del materiala s tega diska združil v kroglasto telo. Na neki točki zgodaj v svoji zgodovini se domneva, da je manjši planet trčil v to telo, kar je povečalo njegovo velikost in povzročilo nastanek Lune.
Nastajanje zvezd
Zvezde nastanejo iz ogromnih oblakov plina – večinoma vodika – znanih kot velikanski molekularni oblaki, saj so sestavljeni iz molekul. Prve zvezde so se začele pojavljati, ko je bilo vesolje dovolj hladno, da so nastale molekule vodika. Deli teh oblakov, kjer je gostota nekoliko večja, kopičijo več plina zaradi gravitacijskega privlačenja in tvorijo kroglasta območja sorazmerno visoke gostote. Te so znane kot “Bokove krogle”, poimenovane po astronomu Bartu Boku, danes pa jih lahko opazujemo v drugih delih galaksije. Deli teh kroglic so se pod gravitacijo še dodatno zgostili, dokler ni bila jedra vodikovih atomov tako stisnjena, da je prišlo do jedrske fuzije, kar je povzročilo rojstvo zvezde.
Nihanja v gostoti, ki vodijo v propad delov velikanskega molekularnega oblaka, so lahko majhne razlike, ki so bile prisotne od začetka. Druga možnost je, da nekateri dogodki stisnejo dele oblaka. Ena od možnosti je, da lahko oblak preide skozi krak galaksije, kjer je večja gostota že obstoječih zvezd. Druga je stiskanje z udarnimi valovi iz bližnje supernove.
Oblikovanje planeta
Material, ki obdaja novo zvezdo, kroži okoli nje in se sčasoma usede v akrecijski disk. Iz tega materiala se lahko planeti oblikujejo na dva načina. Presežek vodika, skupaj z majhnimi količinami drugih plinov, se lahko kondenzira v plinaste planete velikanke, kot sta Jupiter in Saturn. Količine vključenega plina niso dovolj, da bi gravitacija povzročila jedrsko fuzijo, zato ostanejo planeti in ne zvezde. Drugi, veliko počasnejši način je, da se prašni delci združijo in tvorijo večje mase, ki trčijo med seboj in se držijo skupaj, dokler ne nastanejo asteroidi in planeti.
Kamniti planeti, kot je Zemlja, niso mogli nastati kot del prvega vala nastajanja zvezd, saj ni bilo na voljo ustreznega materiala. Na tej točki sta bila le vodik in helij, oba plina, in sled litija, zelo lahke kovine. Težji elementi, potrebni za tvorbo kamnin, so nastali znotraj zvezd z jedrsko fuzijo. Ta proces pa lahko ustvari le elemente do vključno železa. Na Zemlji je veliko elementov, ki so težji od železa in nekateri od njih so bistveni za človeško življenje.
Elemente, težje od železa, lahko proizvede samo eksplozija supernove. Iz tega sledi, da je morala biti v bližini sončnega sistema pred njegovim nastankom vsaj ena supernova. Morda je prav to sprožilo propad molekularnega oblaka, ki je tvoril Sonce in planete.
Nastajanje Zemlje
Procesi, ki tvorijo zvezdne sisteme, še vedno potekajo in jih je mogoče na različnih stopnjah opazovati tudi v drugih delih naše galaksije. Nastajanje sončnega sistema naj bi potekalo po podobnem vzorcu. Vendar pa obstajajo nekateri posebni dogodki, ki so pomagali oblikovati Zemljo, kot jo poznamo danes.
Ni natančno znano, kateri mehanizem je povzročil propad dela molekularnega oblaka v Sonce in njegov akrecijski disk. Ne glede na vzrok, ko je središče postalo dovolj gosto, se je vžgalo in postalo Sonce. Tokovi delcev – znani kot “sončni veter” – iz nove zvezde so pregnali pline v zunanji sončni sistem, kjer so oblikovali planete plinaste velikanke. Kosi kamnitega materiala so ostali v notranjem osončju, kjer so lahko zrasli v planete.
Ko je Zemlja nastala, se je začela segrevati. Ta pojav je bil posledica kombinacije razpada radioaktivnih elementov, stalnega stiskanja materiala planeta z gravitacijo in udarci meteorita. Ko se je material talil, so različni elementi postali mobilni, težji, na primer železo, pa so gravitirali proti središču in tvorili jedro, ki je odgovorno za zemeljsko magnetno polje. Lažji materiali, kot so silikati, so plavali na površini in tvorili skorjo. Relativno tanka, trdna skorja na vrhu gostejšega staljenega materiala je povzročila tektoniko plošč in vulkanizem.
Zgodnja zgodovina našega planeta ni bila gladka, ampak je vključevala vrsto dogodkov, za katere so bili značilni množični vplivi. Največji od teh trkov je morda ustvaril Luno. Močni dokazi kažejo, da je planet kmalu po nastanku zadelo telo v velikosti Marsa, imenovano Theia, ki je morda nastalo na Lagrangeovi točki – točki gravitacijskega ravnotežja – v Zemljini orbiti. Ta trk bi izvrgel veliko gigaton materiala, ki bi nato šel v orbito in se združil v Luno.