В катархее не существовало ни атмосферы, ни гидросферы, потому что небольшие количества газов и паров воды, которые выделялись при падении планетезималей и осколков Протолуны, поглощались пористым реголитом. 14

Однако есть гипотеза, что в материале, из которого образовалась Земля, могло быть значительное количество воды. 2 В процессе формирования планеты, когда она была менее массивной, молекулы воды преодолевали земную гравитацию с большей лёгкостью. 2

Также считается, что в катархее остывающая планета окуталась газовой оболочкой из углекислоты, метана, аммиака, сероводорода. 5 Жидкая вода океанов в то время могла существовать из-за давления тяжёлой атмосферы, состоящей из углекислого газа. 2