上圖中這顆美麗的星球就是土星的衛星「泰坦星」在射線照射下產生的影像。科學家結合Cassini探查器的調查研究表明：二十五億年前的遠古地球就像上圖中的圖像一樣，並且在大氣中充滿著可燃氣體，隨時都有爆炸的危險。
25億年前的地球，一氧化碳、甲烷等各種有害氣體飄散在大氣中，地表溫度較高，大氣中的對流非常旺盛，劇烈的對流運動使得空氣中的水汽上升凝結，雷電頻繁，很難有生物能夠生存。
美國 Maryland大學、英國St Andrews大學和美國宇航局的氣流推進研究室聯合研究指出，在持續100萬年的時間裡，地球大氣中曾經充滿著CH4。「從地質演化層面來看，地球大氣從有毒氣體轉變成充滿氧氣這一過程可能在瞬間完成。」科研專家 Maryland大學地質學教授James 指出，通過這次的調查研究，我們終於明白了甲烷在這一變化中的作用。
科學家通過對模型的研究，再現了地球大氧化發生前不久的大氣物質組成：遠古地球唯一的生物古細菌釋放出大量甲烷氣體，充滿著整個大氣層，這個情形與土衛六泰坦的大氣組成十分相似。甲烷的含量非常高，阻礙氧氣集聚的氫氣就會被甲烷擠壓出大氣層、進入宇宙中。正是這樣氧氣才有可能存在於大氣中，當大氣中氫氣擠出得足夠多時，就形成了適當的反應條件，氧氣的含量大幅增加，多細胞生物也就逐漸演變，人類才可能誕生。
硫的同位素經常被用來模擬遠古地球的大氣組成，實驗過程中科學家發現地球從這個時期起，地質記錄中的硫的同位素的含量出現了異常，這為本次實驗分析提供了有力的依據。地球大氣的演化實質上也是大氣中化學物質含量的演化，也是實驗研究的核心。
