Gaisa izcelsme, kā mēs to zinām, sākas ar skābekļa katastrofu, kas pazīstama arī kā Lielā oksidācija, kas notika apmēram pirms 2.7 miljardiem gadu. Pirms tam skābekļa līmenis gaisā bija aptuveni 1/50 procenta. Tas ir līdzīgs skābekļa līmenim Marsa atmosfērā, apmēram 1/5 procenta. Tāpat kā mūsdienu Marss, agrīnās Zemes atmosfēra galvenokārt bija oglekļa dioksīds. Mūsdienās atmosfērā ir 20% skābekļa un tikai 0.038% oglekļa dioksīda, padarot gaisu pilnībā elpojošu no skābekļa atkarīgiem organismiem, piemēram, mums pašiem.
Līdz ar oksifotosintēzes parādīšanos mikroorganismos šis oglekļa dioksīds tika pakāpeniski patērēts, radot elementārā skābekļa “atkritumu produktu”. Skābekļa katastrofa ģeoloģiskajā ierakstā ir skaidri norobežota, ieviešot lielu daudzumu ar skābekli bagātinātas dzelzs (rūsas). Šīs relikvijas sauc par lentveida dzelzs veidojumiem. Notikums tiek saukts par “katastrofu”, jo skābeklis ir toksisks anaerobiem organismiem, kurus notikums lielā skaitā iznīcināja. Pirms pirmo skābekli ražojošo organismu evolūcijas un pilnvērtīgās skābekļa katastrofas bija aptuveni 300 miljonu gadu nobīde.
Turpmākajos miljardos gadu uzplauka oksifotosintēzes organismi, radot arvien vairāk elementārā skābekļa. Gaisa vēsture, sākot no praktiski nulles skābekļa līdz 20% skābekļa, stiepjas vairāk nekā divus miljardus gadu. Oglekļa periodā, aptuveni pirms 250 miljoniem gadu, kad augi plauka, skābekļa līmenis bija pat augstāks nekā mūsdienās. Tas ļāva pastāvēt ļoti lieliem kukaiņiem, tostarp spārei Meganeura ar divu pēdu spārnu platumu. Šodienas gaiss Meganeurai būtu neelpojams relatīvā skābekļa trūkuma dēļ.
Pašlaik tiek meklētas ārpuszemes planētas, kuru gaiss ir līdzīgs Zemei, taču pagaidām bez panākumiem. Rūpīgi izpētot planētas ķermeņa spektru, astronomi var noteikt tā ķīmisko sastāvu, pat ja šis ķermenis atrodas ārkārtīgi tālu. Tas ir tas pats paņēmiens, ko izmanto, lai noteiktu tālo zvaigžņu ķīmisko sastāvu.