冥古宙

事件划分

后期重轰击期发生于冥古宙中，且对地球和月亮产生影响。因为这个时期的岩石几乎没有保存到现在的，所以并没有正式的细分。但月岩从40多亿年前就比较好的保存下来，因此月球地质年代的某些主要划分可参照用于地球的冥古宙划代。

岩石

在20世纪90年代，地质学家从格陵兰西部、加拿大西北部和西澳大利亚州里确认到了某些冥古宙末期的岩石。现已知最早岩石的结构依苏阿绿岩带是于格陵兰发现，有着约38亿年历史的沉积层并混合贯穿岩石的火山岩脉所组成。零散的锆石结晶沉积在西加拿大和西澳的杰克山中的沉积物里，其中最早的约有四十四亿年之久的历史－非常接近地球形成的推测时间。
格陵兰的沉积层中含有带状铁矿的地层，里面可能含有有机碳，这意味着那时很有可能已经出现可行光合作用的生命体。对此也有很大的争议，有的研究者认为比较可靠的定年应是36亿年前，但已知最古老的化石（于澳洲发现）是在那时的数亿年之后。

大气层和海洋

在形成地球的物质当中，曾经存在过大量的水。 在地球的形成时期，其质量比现在的小，水分子也就更容易挣脱重力。据推测，当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散，然而，现时大气中高密度的稀有气体却相对缺乏，这表明，在早期大气层中可能发生过什么剧变。
大碰撞说认为，在地球的年轻时期，它的一部分曾受过撞击而分裂，分裂出去的部分后来形成了月球。然而在这种说法下，撞击应该会令一到两个大区域融化，现时的组成成分却与完全融化的假设并不相符，事实上也很难将巨大的岩石完全融化并混在一起。 不过相当一部分的物质仍被此次撞击所蒸发，在这颗年轻的行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成的大气层。岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固，留下了高温的易挥发物，之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气的高密度二氧化碳大气层。另外尽管当时表面温度有230℃，但液态的海洋依然能够存在，这得益于CO₂大气层带来的高气压。随着冷凝过程继续进行，海水通过溶解作用除去了大气中的大部分CO₂，不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈的震荡。
对锆石的研究发现，液态水必然已存在四十四亿年之久，非常接近地球形成的时刻。 这需要有大气层的存在。