L'étude de lhistoire de la Terre est une discipline scientifique, partie de l'histoire naturelle, qui couvre une période d'approximativement d'années, depuis la formation de la Terre à partir de la nébuleuse solaire jusqu'à l'époque actuelle, y compris l'histoire du genre humain.
Elle est divisée en quatre périodes chronologiques : les éons, les trois premiers définissant le superéon du Précambrien : L'Hadéen dure un demi-milliard d'années. Il n'a guère laissé de roche en place si ce n'est des fragments dans des roches éruptives ultérieures, et est surtout connu à travers la modélisation du système solaire et l'analyse comparative des compositions isotopiques des différents corps célestes ; L'Archéen dure un milliard et demi d'années. Il est marqué à la fois par l'apparition des premières croûtes continentales et par l'origine de la vie mettant en place la biosphère. Cet éon est surtout connu par l'analyse des roches qu'il a laissées, de leur âge et des conditions de leur formation ; Le Protérozoïque, dure deux milliards d'années. Il est marqué par l'apparition massive de l'oxygène dans l'atmosphère, remplaçant l'atmosphère primitive de gaz carbonique. Comme le précédent, il est surtout connu à travers les roches qui y ont été créées, dans un milieu devenu généralement oxydant ; Le Phanérozoïque, littéralement celui des « animaux visibles », organismes multicellulaires, outre les analyses des roches, est connu par les fossiles qu'ont laissés ces organismes animaux et végétaux dans ses différentes strates géologiques. C'est l'âge de la vie, telle qu'on la connaît aujourd'hui, qui n'a commencé qu'il y a d'années.
L'histoire de la Terre est également jalonnée de grands épisodes catastrophiques, de basculements chimiques majeurs, comme la Grande Oxydation, ou d'extinctions massives, comme l'extinction Permien-Trias ; séparés inversement par de grandes périodes de stabilité, pendant lesquelles des rétroactions, entre biosphère, atmosphère, hydrosphère et lithosphère, stabilisent les conditions d'existence.
vignette|La planète Terre, photographiée par Apollo 17, à une altitude d’environ (10 % de la distance Terre-Lune) en : vue (de bas en haut) du pôle Sud, de l’Afrique et de la péninsule Arabique.
Système solaire vignette|Vue d'artiste du disque protoplanétaire.
: formation du Soleil
L'âge de l'Univers est estimé à d'années.. La principale théorie sur la formation de l'Univers est le Big Bang : l'Univers était un point de haute énergie qui est brutalement entré en expansion. En ralentissant et en se refroidissant progressivement, une partie de cette énergie devient de la matière sous forme d'atomes de deutérium, d' et de : c'est la nucléosynthèse primordiale. Des nuages de gaz de dihydrogène se concentrent sous l'impulsion de la gravitation, prenant la forme de galaxies et d'étoiles. Lorsqu'une sphère de gaz atteint une certaine densité, une réaction de fusion nucléaire devient possible, fusionnant quatre atomes d'hydrogène pour former de l'hélium. Lorsque l'étoile devient plus âgée et que la quantité d'hélium produit augmente, la fusion nucléaire produit des atomes plus lourds : carbone, oxygène Arrivée à un certain âge, une étoile peut s'effondrer sur elle-même puis exploser en une supernova expulsant toute la matière qu'elle a produite depuis son origine.
Cette matière est à l'origine de la nébuleuse solaire, un nuage de gaz (ou disque d'accrétion) à partir duquel le Système solaire s'est formé. Celui-ci est alors un large nuage en rotation, constitué de poussière, de roche et de gaz. La gravité et l'inertie l'aplatissent en un disque protoplanétaire, orienté perpendiculairement par rapport à son axe de rotation, ce qui accélère sa vitesse de rotation. L'essentiel de la masse se concentre alors au centre et commence à s'échauffer, mais de petites perturbations dues aux collisions et au moment cinétique d'autres larges débris créent les conditions pour que des protoplanètes commencent à se former. La chute de matériaux, l'augmentation de la vitesse de rotation et la compression liée à la gravité créent une énorme quantité d'énergie cinétique au centre. L'incapacité à transférer cette énergie suffisamment rapidement à l'extérieur occasionne une montée progressive de la température au centre du disque. Finalement, la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium commence à nouveau et, après contraction, une étoile de type T Tauri devient notre jeune Soleil, il y a .
: accrétion de la Terre Pendant ce temps, alors que la gravité pousse la matière à se condenser autour des objets précédemment perturbés, les particules de poussière et le reste du disque protoplanétaire commencent à se séparer en anneaux. Des fragments de plus en plus gros entrent en collision les uns avec les autres et deviennent de plus gros objets, qui deviennent ultimement des protoplanètes. Ceux-ci incluent un groupement situé approximativement à de kilomètres du centre : la Terre. C'est ainsi que le système solaire a pu s'établir..
La similarité de composition en éléments réfractaires, entre les planètes telluriques, les astéroïdes et le Soleil lui-même est considérée comme une preuve solide de leur origine commune. Par la suite, la Terre perd dans l'espace une grande partie de l'hydrogène et de l'hélium primitifs, qui peuvent dépasser la vitesse de libération du fait de leur agitation thermique. Cependant, il est possible que d'autres éléments volatils puissent être apportés par des épisodes ultérieurs de bombardement météorique.
Le Soleil à son début irradie moins qu'à présent. À l'époque de la formation de la Terre, il n'a que 70 % de sa puissance actuelle, et gagne depuis 7 % par milliard d’années..
Au moment de son accrétion, la composante gazeuse de la Terre est largement constituée d'éléments légers, hydrogène et hélium. Le vent solaire de cette nouvelle étoile T Tauri et des poussières du disque, qui ne se sont pas déjà condensés en de plus gros corps, d'autant plus facilement que le noyau ne s'étant pas encore différencié, la Terre n'a pas de champ magnétique pour dévier le vent solaire et former la ceinture de Van Allen. Ces éléments légers se trouvent à présent en quantité négligeable dans l'atmosphère terrestre, par comparaison à leur abondance cosmique..
Hadéen (de )
: l'origine thumb|left|redresse=0.5|Dans ces illustrations, la Terre s'agrège à minuit. Douze heures la séparent de notre présent.
L’histoire de la Terre primitive, entre −4,54 et d’années (soit durant le premier éon, l'Hadéen), est très mal connue.
La jeune Terre, durant l'Hadéen, est très différente du monde tel que nous le connaissons aujourd'hui. Elle n'a ni océan, ni oxygène dans son atmosphère. Elle est bombardée par des planétoïdes et des matériaux issus de la formation du système solaire. La Terre se forme pendant plusieurs millions d'années d'impacts et d'accrétion, puis les astéroïdes continuent à entrer en collision avec elle, ce qui a produit un fort échauffement en surface. La Terre est par ailleurs continuellement chauffée par la radioactivité interne.
Ce bombardement, combiné à la chaleur des transformations radioactives, à la chaleur résiduelle et à celle due à la pression de contraction, placent les roches de la planète entière en état de fusion.
Les gaz provenant des roches terrestres en fusion étaient principalement, comme à présent, de l'azote, du dioxyde de carbone, de l'ammoniac, du méthane, de la vapeur d'eau et de plus petites quantités d'autres gaz. Cependant, cette atmosphère anoxique n'a pas de couche d'ozone, et laisse pénétrer le rayonnement ultra-violet qui dissocie les molécules les plus fragiles. Seules s'accumulent en quantité notable les plus robustes : , et .
Le noyau se serait formé en premier, en moins de ..
Il est essentiellement constitué de fer métallique, mais comporte un peu de nickel et environ 10 % d'éléments plus légers (qui ne sont pas identifiés avec certitude). Les éléments métalliques qui s'y trouvaient (fer et nickel) ont fondu et coulé vers le centre de la planète, ce qui a dégagé encore plus de chaleur, emballant le processus. Le fer liquide contenu dans le noyau crée un véritable champ magnétique autour de celle-ci par un effet dynamo. C'est en fait ce champ qui protège l'atmosphère de la planète du vent solaire.
thumb|left|Vue d'artiste d'une Terre se refroidissant.
C'est ainsi que le noyau se forme lors des quarante premiers millions d'années de la Terre. Pendant que les éléments les plus lourds s'enfoncent au centre, les plus légers montent à la surface, formant par différenciation les différentes enveloppes de la Terre (voir « structure interne de la Terre ») et produisant ainsi de la chaleur supplémentaire. Cela conduit à l'hypothèse que le modèle de l'océan magmatique lunaire puisse être transposé à la formation initiale de la Terre dont la surface n'est alors qu'un océan de magma généralisé d'environ ..
Initialement, la nébuleuse solaire est formée majoritairement d'hydrogène, donc forme un milieu très réducteur. Le carbone tend à se présenter sous forme de méthane (), l'azote sous forme d'ammonium (), l'oxygène sous forme d'eau (), le soufre sous forme de sulfure d'hydrogène ()...
Mais le fer migrant dans le noyau sous forme réduite, le dégazage des astéroïdes primitifs, qui conduit initialement à une atmosphère fortement réductrice, laisse place à un dégazage plus oxydé, sous forme de dioxyde de carbone et d'eau. De leur côté, les gaz réduits comme le ou le monoxyde de carbone CO sont photo-dissociés dans la haute atmosphère et conduisent à la production d'hydrogène, dont la vitesse moyenne, du fait de l'agitation thermique, dépasse la vitesse de libération, si bien qu'il s'échappe dans l'espace.. La fuite d'hydrogène gazeux, réduit, sera une cause constante de la montée du degré d'oxydation de la surface terrestre tout au long de son histoire.. Avec cette différenciation, une nouvelle atmosphère terrestre est créée à partir du dégazage du magma.
Plusieurs millions d'années plus tard, une collision importante avec une protoplanète appelée Théia ou un astéroïde de la taille d'une planète change la direction de l'axe de la Terre. L'impact mélange, par fusion à haute température, les couches externes des deux planètes, ce qui provoque l'agrandissement de la Terre tandis que le reste des débris forme la Lune. À la suite du chaos des premières années de vie de la planète, les collisions se font plus rares et la Terre peut se refroidir.
: formation de la Lune
vignette|gauche|redresse=0.5|La Lune se forme à minuit six. vignette|Animation (qui n'est pas à l'échelle) de Théia qui se forme au point de Lagrange de la Terre, puis, perturbée par la gravité, entre en collision et contribue à former la Lune. L'animation progresse au rythme d'une année par image, donnant l'impression que la Terre ne bouge pas. La vue est prise du pôle sud. vignette|droite|Vue d'artiste de la collision.
L'origine de la Lune est toujours incertaine, bien que de nombreux indices accréditent la thèse d'une grande collision. La Terre pourrait ne pas avoir été la seule planète à s'être formée à de kilomètres du Soleil. Une hypothèse indique qu'un autre amas se serait formé, dessinant un triangle équilatéral avec le Soleil et la Terre, à leur quatrième ou cinquième point de Lagrange. Cette planète, nommée Théia, aurait été plus petite que la Terre, approximativement de la taille et de la masse de Mars. Son orbite, qui aurait pu être stable dans un premier temps, se serait déstabilisée au fur et à mesure que la masse de la Terre augmentait par l'accrétion de matériaux.