Газы, выделяющиеся из современных вулканов, содержат преимущественно водяной пар (его, по-видимому, не менее 75%; так, в газах из базальтовых лав гавайских вулканов с температурами 1200° С обнаруживается 70— 80 об. % Н₂О; в фумарольных газах Курильских островов с температурами около 100° С содержится 79,7 вес. % Н₂О). Второй по значению составляющей является углекислый газ (в газах из гавайских базальтовых лав его 6—15 об. %, в курильских фумарольных газах—19,6 вес. %). В вулканических газах немало хлора (в газах Килауэа — около 7%), встречаются метан СН₄ (иногда до 3%), аммиак NH₃ и другие компоненты. Проводившиеся измерения показали, что при температурах 800—1000° из лав отгоняются, кроме водяного пара, преимущественно «кислые дымы» — НСl и HF, при температуре 500° — сера и ее соединения H₂S, SO₂ и другие, а при более низких температурах — борная кислота и соли аммония.

Большой интерес представляют результаты химического анализа содержимого газовых пузырьков в древнейших (по-видимому, катархейских) кварцитах Курумканской свиты (мощностью более 1000 м) Алданского щита. В этих пузырьках отсутствует свободный кислород, около 60% составляет углекислый газ, около 35% —H₂S, SO₂, NH₃ и кислые дымы НСl и HF, в небольших количествах присутствуют азот и инертные газы.

Таким образом, можно думать, что при дегазации лав на поверхность Земли поступали пары воды, соединения углерода (СО₂, СО и СН₄), аммиак, сера и ее соединения (H₂S и SO₂₎, галоидные кислоты (НС1, HF, НВг, HJ), борная кислота, водород, аргон и некоторые другие газы. Эта первичная атмосфера сначала, конечно, была чрезвычайно тонкой, поэтому ее температура у поверхности Земли была очень близкой к температуре лучистого равновесия, получающейся в результате приравнивания потока поглощаемого поверхностью солнечного тепла потоку уходящего излучения поверхности Земли, пропорциональному четвертой степени температуры этой поверхности (по некоторым предположениям температура могла быть выше, чем при лучистом равновесии, из-за парникового эффекта, создававшегося аммиаком). Эта температура (при современной отражательной способности Земли 0,28) в среднем равна 15° С. Следовательно, почти весь водяной пар вулканических газов должен был конденсироваться, превращаясь в жидкую воду и тем самым формируя гидросферу.

В первичный океан переходили, растворяясь в воде, также и другие составные части вулканических газов — большая доля углекислого газа, кислоты, сера и ее соединения и часть аммиака. В результате первичная атмосфера, содержавшая в равновесии с океаном главным образом водяной пар и небольшие количества СО₂, СО, СН₄, NH₃, H₂S, кислых дымов и инертных газов, оставалась тонкой. Следовательно, температурные условия не испытывали слишком больших изменений и оставались в среднем в пределах существования жидкой воды. Это и определило одну из специфических особенностей Земли, отличающую ее от других планет Солнечной системы,— постоянное наличие на ней гидросферы.

Общая   соленость   первичного   океана,   определяемая содержанием   анионов   в   продуктах   дегазации   мантии, была,  вероятно,  близка  к современной,  но  соотношения катионов могли быть несколько иными, так как горные породы первичной коры были преимущественно ультраосновными и  основными и соотношения  Na/K и  Mg/K в них были много больше, чем в современных горных породах   (первичное изобилие магния и повышенное  соотношение Mg/Ca в древних породах подтверждается, например, наличием в архейских осадочных породах магнийсодержащих      осадков — доломитов;      таковы,      например, известняки Булавайо в Южной Африке, возраст которых около 3 млрд. лет). Отметим еще, что в водах первичного океана   отсутствовал   анион   окисленной   серы — сульфат SO₄^2-,  что  служит   одним   из   свидетельств  отсутствия   в атмосфере и  в океане  тех времен свободного  кислорода (к этому   вопросу   мы еще вернемся   несколько   ниже). Действительно,   первые   сульфатные    осадки — гипсы    и ангидриды — обнаруживаются, по-видимому, лишь в гренвильских породах Канады возрастом около  1  млрд. лет; кроме того, происходящее при окислении серы уменьшение   изотопного   отношения   ³²S/³⁴S    (в   сере   метеоритов равного 22,22, а в сульфатах современной морской воды — 21,76)   впервые  обнаруживается  в сере древних  осадков лишь в среднем протерозое. Таким образом, воды первичного океана были хлоридными, нейтральными (рН ≈ 7) и бессульфатными.

Приведем еще и другие свидетельства отсутствия в древних атмосфере и океане свободного кислорода. Одним из наиболее важных является высокое значение отношения FeO/Fe₂O₃, закисного железа к окисному в древних изверженных (и затем метаморфизованных), а также в осадочных породах, особенно в глинах, тогда как в современных океанских глубоководных красных глинах это отношение упало до 1/7 (двухвалентное железо могло в изобилии поступать в гидросферу при серпентинизации мантийных гипербазитов в процессе образования земной коры). Это относится, в частности, ко встречающимся в катархее и архее железным рудам: основной рудной составляющей в них является магнетит — FeO·Fe₂O₃. Таковы, например, катархейские силикатно-магнетитовые руды приазовского   типа   и   архейские   полосчатые   магнетит-сидерит-кремнистые руды алгомского типа (кстати, часто содержащие в виде примеси легко окисляющееся, но не окисленное сернистое железо — пирит и пирротин). Наконец, в архее часто встречаются осадочные железомарганцевые руды, что также свидетельствует о недостатке кислорода, так как при таких условиях железо и марганец одинаково хорошо подвижны и мигрируют вместе, а при наличии кислорода их геохимические пути расходятся (железо теряет подвижность).

Аналогичные свидетельства дает присутствие в древних породах также и других легко окисляющихся, но не окисленных веществ: графита — в мощных слоях катархейских гнейсов и мраморов, лазурита (содержащего Na₂S) — в катархейских карбонатных породах, свежих и хорошо окатанных зерен пирита FeS₂ и уранинита U₃O₈ (а кое-где даже урановых смолок UO₂) — в нижнепротерозойских золото-ураноносных месторождениях Коли-Калтимо в Финляндии, Блайнд-Ривер в Канаде, Витватерсранд в Южной Африке, Жакобина в Бразилии и в других местах. Наконец, о недостатке кислорода свидетельствуют сравнительно низкие темпы выветривания древних пород.