根據推測，金星和火星以前的環境與目前的地球是非常相似的。有證據表明，火星在幾十億年前就可能擁有類似於地球一樣的液態水海洋。早期的金星也很可能擁有像地球一樣的液態水海洋，不過由於板塊停止運動，所以這樣的狀況持續的時間並不長久。
金星大氣層演化
通過目前對雲層結構和地表地質的研究，再結合38億年前太陽光度增加了25%的事實，我們由此認為金星的早期環境更像表面具有液態水的地球。在金星演化的某個階段，它似乎發生過失控的溫室效應，才導致了目前的局面，也就是溫室氣體在大氣中占主導地位。目前還不清楚金星從以前類似於地球的環境而演變為目前金星環境的具體時間，但根據一些數據估計大約應該在40億年前就開始發生了。失控的溫室效應可能是其地表水的蒸發和隨之而來的溫室氣體含量的增加而造成的。因此，研究地球氣候變化的科學家們對金星的大氣層狀況極為關注。
在過去的十億年裡，地球上沒有任何地質形態表明有水的存在。然而，我們並沒有任何理由可以認為金星是形成地球並在其早期歷史中給予其水過程的例外，水可能是來自形成該行星的原始岩石中，也有可能是後續的彗星帶來的。科學家們研究的共同觀點是，水在蒸發之前會在地表存在大約6億年左右，不過一些科學家有不同的觀點，如大衛·格林斯潘，他認為有20多億年之久也是合理的。
大多數科學家都認為，冥古宙紀早期的地球，其大氣層也許與現在的金星大氣層類似，其成分為二氧化碳，氣壓大約有100巴，表面溫度為230℃，甚至可能還有硫酸雲。直到大約40億年前，那時候的板塊構造才開始完全起了作用，並與早期的海洋一起，將二氧化碳和硫從大氣中除去。早期的金星很可能擁有像地球一樣的液態水海洋，但是當金星的海洋消失時，任何板塊構造都已經停止運動了。據估計，它的表面大約有5億年的歷史，因此它不會顯示任何關於板塊構造的證據。
藝術家的一個概念圖：地球化的金星。圖：Ittiz
金星的過去可能存在生命？
如果液態水在地球被失控的溫室效應加熱之前就存在於金星表面的話，那麼微生物生命起源於金星也是合理的，但是這樣的情況不會長久存在。據估計，液態水在後期重轟炸期間或在這之後不久可能在其表面能夠存在長達6億年左右，這樣一來就有足夠的時間形成簡單的陸地微生物生命，但是這個數字變動很大，可能為幾百萬年到幾十億年不等。不過這或許也可以為陸地微生物生命進化到空中提供足夠的時間。我們目前對金星表面物質的分析還是很少，或許其表面有過去生命的證據。如果生命真的存在過，那麼我們有必要發射一顆探測器來衝破當前金星大氣層惡劣的環境而到達其表面來尋找生命存在過的證據。但是有一點我們必須要清楚，就是在金星過去的5億年中，其表面被“刷新”了很多次。這意味著表面不太可能保留古老的岩石，特別是那些含有礦物質透閃石的岩石，從理論上講，它們可能包含一些生物特徵。
火星的大氣層
科學家們認為，火星的大氣層在其整個生命過程中都發生了變化，有證據表明，火星在幾十億年前就可能擁有類似於地球一樣的液態水海洋。正如火星海洋假說那樣，現今火星表面的大氣壓力僅超過最低海拔的三相水點（611帕）中；在較高海拔的水只能以固體或蒸氣形式存在。地表的年平均溫度目前小於210K（63°C；82°F），明顯低於維持液態水所需的溫度。然而，在火星的早期歷史中，火星可能存在更有利於保持液態水的條件。在2013年，一支科學家小組提出，數十億年前，火星曾經擁有“富含氧氣”的大氣層。
早期較厚的火星大氣層大氣逃逸的可能原因包括：
l太陽風逐漸剝削大氣層。 2015年11月5日，從NASA宣佈的MAVEN數據可以看出，在太陽風暴期間，其對火星大氣層的侵蝕有明顯增加的趨勢。 這種轉變發生在大約42到37億年前之間，因為當行星的內部發電機冷卻時，全球磁場的屏蔽效應消失了。
l災難性的撞擊，一個大到足以吹走大部分大氣層的天體;
l由於火星的低重力，大氣的物質很容易逃逸到太空中。
火星逃逸的大氣成分 - 碳，氧，氫 - 由MAVEN紫外光譜儀制成。圖：NASA/Univ. of Colorado
火星海洋假說
火星海洋假說認為，在行星的早期地質歷史中，火星表面近三分之一被液態水海洋所覆蓋。這假設的古代海洋，稱為Oceanis Borealis可能在約41-38億年前存在於現在的北方大平原。這個區域位於行星高度平均值以下4-5公里處。 這個海洋的證據包括類似於古代海岸線的地理特徵，以及火星土壤和大氣的化學特性。早期的火星可能有較現在溫暖的氣候和較厚的大氣層，以提供液態水可在火星表面存在的環境。
藝術家根據地質數據對古代火星及其海洋的模擬圖，圖：Ittiz
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