根据推测，金星和火星以前的环境与目前的地球是非常相似的。有证据表明，火星在几十亿年前就可能拥有类似于地球一样的液态水海洋。早期的金星也很可能拥有像地球一样的液态水海洋，不过由于板块停止运动，所以这样的状况持续的时间并不长久。金星大气层演化通过目前对云层结构和地表地质的研究，再结合38亿年前太阳光度增加了25%的事实，我们由此认为金星的早期环境更像表面具有液态水的地球。在金星演化的某个阶段，它似乎发生过失控的温室效应，才导致了目前的局面，也就是温室气体在大气中占主导地位。目前还不清楚金星从以前类似于地球的环境而演变为目前金星环境的具体时间，但根据一些数据估计大约应该在40亿年前就开始发生了。失控的温室效应可能是其地表水的蒸发和随之而来的温室气体含量的增加而造成的。因此，研究地球气候变化的科学家们对金星的大气层状况极为关注。
在过去的十亿年里，地球上没有任何地质形态表明有水的存在。然而，我们并没有任何理由可以认为金星是形成地球并在其早期历史中给予其水过程的例外，水可能是来自形成该行星的原始岩石中，也有可能是后续的彗星带来的。科学家们研究的共同观点是，水在蒸发之前会在地表存在大约6亿年左右，不过一些科学家有不同的观点，如大卫·格林斯潘，他认为有20多亿年之久也是合理的。
大多数科学家都认为，冥古宙纪早期的地球，其大气层也许与现在的金星大气层类似，其成分为二氧化碳，气压大约有100巴，表面温度为230℃，甚至可能还有硫酸云。直到大约40亿年前，那时候的板块构造才开始完全起了作用，并与早期的海洋一起，将二氧化碳和硫从大气中除去。早期的金星很可能拥有像地球一样的液态水海洋，但是当金星的海洋消失时，任何板块构造都已经停止运动了。据估计，它的表面大约有5亿年的历史，因此它不会显示任何关于板块构造的证据。
艺术家的一个概念图：地球化的金星。图：Ittiz
金星的过去可能存在生命？如果液态水在地球被失控的温室效应加热之前就存在于金星表面的话，那么微生物生命起源于金星也是合理的，但是这样的情况不会长久存在。据估计，液态水在后期重轰炸期间或在这之后不久可能在其表面能够存在长达6亿年左右，这样一来就有足够的时间形成简单的陆地微生物生命，但是这个数字变动很大，可能为几百万年到几十亿年不等。不过这或许也可以为陆地微生物生命进化到空中提供足够的时间。我们目前对金星表面物质的分析还是很少，或许其表面有过去生命的证据。如果生命真的存在过，那么我们有必要发射一颗探测器来冲破当前金星大气层恶劣的环境而到达其表面来寻找生命存在过的证据。但是有一点我们必须要清楚，就是在金星过去的5亿年中，其表面被“刷新”了很多次。这意味着表面不太可能保留古老的岩石，特别是那些含有矿物质透闪石的岩石，从理论上讲，它们可能包含一些生物特征。
火星的大气层科学家们认为，火星的大气层在其整个生命过程中都发生了变化，有证据表明，火星在几十亿年前就可能拥有类似于地球一样的液态水海洋。正如火星海洋假说那样，现今火星表面的大气压力仅超过最低海拔的三相水点（611帕）中；在较高海拔的水只能以固体或蒸气形式存在。地表的年平均温度目前小于210K（63°C；82°F），明显低于维持液态水所需的温度。然而，在火星的早期历史中，火星可能存在更有利于保持液态水的条件。在2013年，一支科学家小组提出，数十亿年前，火星曾经拥有“富含氧气”的大气层。
早期较厚的火星大气层大气逃逸的可能原因包括：
l太阳风逐渐剥削大气层。 2015年11月5日，从NASA宣布的MAVEN数据可以看出，在太阳风暴期间，其对火星大气层的侵蚀有明显增加的趋势。 这种转变发生在大约42到37亿年前之间，因为当行星的内部发电机冷却时，全球磁场的屏蔽效应消失了。
l灾难性的撞击，一个大到足以吹走大部分大气层的天体;
l由于火星的低重力，大气的物质很容易逃逸到太空中。
火星逃逸的大气成分 - 碳，氧，氢 - 由MAVEN紫外光谱仪制成。图：NASA/Univ. of Colorado
火星海洋假说火星海洋假说认为，在行星的早期地质历史中，火星表面近三分之一被液态水海洋所覆盖。这假设的古代海洋，称为Oceanis Borealis可能在约41-38亿年前存在于现在的北方大平原。这个区域位于行星高度平均值以下4-5公里处。 这个海洋的证据包括类似于古代海岸线的地理特征，以及火星土壤和大气的化学特性。早期的火星可能有较现在温暖的气候和较厚的大气层，以提供液态水可在火星表面存在的环境。
艺术家根据地质数据对古代火星及其海洋的模拟图，图：Ittiz
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