Žemės sukūrimas yra glaudžiai susijęs su Saulės sistemos susidarymu maždaug prieš penkis milijardus metų. Saulės sistema kondensavosi iš didžiulio dujų ir dulkių debesies, o Saulė susidarė kaip debesies dalis, veikiama gravitacijos, iki taško, kur galėjo prasidėti branduolių sintezė. Saulės gravitacinis laukas pritraukė daug medžiagos, kuri aplink ją suformavo disko formos struktūrą, vadinamą akreciniu disku. Žemė, kaip ir kitos planetos, buvo sukurta maždaug prieš 4.54 milijardo metų, kai dalis šio disko medžiagos susijungė į sferinį kūną. Kažkuriuo savo istorijos pradžioje manoma, kad mažesnė planeta susidūrė su šiuo kūnu, padidindama jo dydį ir susiformavusią Mėnulį.
Žvaigždžių formavimasis
Žvaigždės susidaro iš didžiulių dujų – daugiausia vandenilio – debesų, žinomų kaip milžiniški molekuliniai debesys, nes susideda iš molekulių. Pirmosios žvaigždės pradėjo pasirodyti, kai visatoje buvo pakankamai vėsu, kad susidarytų vandenilio molekulės. Šių debesų dalys, kuriose tankis yra šiek tiek didesnis, dėl gravitacinės traukos sukaupia daugiau dujų, sudarydamos santykinai didelio tankio rutulinius regionus. Jie žinomi kaip „Bok globulės“, pavadinti astronomo Barto Boko vardu ir šiandien gali būti stebimi kitose galaktikos dalyse. Dalis šių rutuliukų toliau kondensavosi veikiant gravitacijai, kol vandenilio atomų branduoliai buvo taip suspausti, kad įvyko branduolių sintezė, dėl kurios gimė žvaigždė.
Tankio svyravimai, lemiantys milžiniško molekulinio debesies dalių žlugimą, gali būti nedideli svyravimai, buvę nuo pat pradžių. Arba kai kurie įvykiai gali suspausti debesies dalis. Viena iš galimybių yra ta, kad debesis gali prasiskverbti per galaktikos ranką, kur yra didesnis jau egzistuojančių žvaigždžių tankis. Kitas yra netoliese esančios supernovos smūgio bangų suspaudimas.
Planetos formavimasis
Naują žvaigždę supanti medžiaga sukasi aplink ją ir galiausiai nusėda į akrecijos diską. Iš šios medžiagos planetos gali susidaryti dviem būdais. Vandenilio perteklius kartu su nedideliu kiekiu kitų dujų gali kondensuotis į dujines milžiniškas planetas, tokias kaip Jupiteris ir Saturnas. Dujų kiekio nepakanka, kad gravitacija sukeltų branduolių sintezę, todėl jos lieka planetomis, o ne žvaigždėmis. Kitas, daug lėtesnis, būdas yra dulkių dalelės susikaupti, sudarydamos didesnes mases, kurios susiduria viena su kita ir laikosi kartu, kol susiformuoja asteroidai ir planetos.
Uolinės planetos, tokios kaip Žemė, negalėjo susiformuoti kaip pirmosios žvaigždžių formavimosi bangos dalis, nes nebuvo tinkamos medžiagos. Šiuo metu buvo tik vandenilis ir helis, abi dujos, ir ličio, labai lengvo metalo, pėdsakai. Sunkesni elementai, reikalingi uolienų susidarymui, buvo sukurti žvaigždėse branduolių sintezės būdu. Tačiau šis procesas gali sukurti tik elementus iki geležies imtinai. Žemėje yra daug elementų, sunkesnių už geležį, o kai kurie iš jų yra būtini žmogaus gyvenimui.
Sunkesni už geležį elementai gali būti pagaminti tik supernovos sprogimo metu. Iš to išplaukia, kad Saulės sistemos apylinkėse iki jos susidarymo turėjo būti bent viena supernova. Gali būti, kad būtent tai sukėlė molekulinio debesies, sudarančio Saulę ir planetas, griūtį.
Žemės formavimasis
Procesai, sudarantys žvaigždžių sistemas, vis dar vyksta ir gali būti stebimi įvairiais etapais kitose mūsų galaktikos dalyse. Manoma, kad Saulės sistemos formavimasis vyko panašiai. Tačiau yra tam tikrų įvykių, padėjusių suformuoti Žemę tokią, kokią ją žinome šiandien.
Tiksliai nežinoma, koks mechanizmas sukėlė molekulinio debesies dalies griūtį į Saulę ir jos susikaupimo diską. Kad ir kokia būtų priežastis, kai centras tapo pakankamai tankus, jis užsidegė ir tapo Saule. Dalelių srautai – vadinami „saulės vėju“ – iš naujosios žvaigždės ištrėmė dujas į išorinę Saulės sistemą, kur suformavo dujines milžiniškas planetas. Uolinės medžiagos gabalai liko vidinėje saulės sistemoje, kur galėjo išaugti į planetas.
Kai Žemė susiformavo, ji pradėjo kaisti. Šį reiškinį lėmė radioaktyvių elementų skilimas, nuolatinis planetos medžiagos suspaudimas dėl gravitacijos ir meteoritų smūgių. Tirpstant medžiagai, skirtingi elementai tapo judrūs, o sunkesni, pavyzdžiui, geležis, traukė link centro, suformuodami šerdį, atsakingą už Žemės magnetinį lauką. Lengvesnės medžiagos, tokios kaip silikatai, plūduriavo paviršiuje ir sudarė plutą. Palyginti plona, kieta pluta, esanti ant tankesnės, išlydytos medžiagos, sukėlė plokščių tektoniką ir vulkanizmą.
Ankstyvoji mūsų planetos istorija nebuvo sklandi, bet apėmė daugybę įvykių, kuriems būdingi didžiuliai poveikiai. Didžiausias iš šių susidūrimų galėjo sukurti Mėnulį. Tvirti įrodymai rodo, kad netrukus po jos susiformavimo planetą pataikė Marso dydžio kūnas, vadinamas Theia, kuris galėjo susiformuoti Lagranžo taške – gravitacinės pusiausvyros taške – Žemės orbitoje. Šis susidūrimas būtų išmetęs daugybę gigatonų medžiagos, kuri vėliau pakiltų į orbitą ir susijungtų, sudarydama Mėnulį.