Sada je teško zamisliti, ali u određenim trenucima Zemljine povijesti led je prekrio čitav planet. Ova smrznuta Zemlja, nazvana "Snježna kugla", bila je postavka "toliko ozbiljna da se cijela površina Zemlje, od pola do pola, uključujući oceane, potpuno smrznula", rekla je Melissa Hage, znanstvenica za okoliš i docent s Oxford College of Emory Sveučilište u Georgia.
U 1840. godini, Louis Agassiz, švicarski prirodni znanstvenik, među prvima je priznao i pružio dokaze da je Zemlja prošla kroz ledeno doba, objavio je Paleontološki muzej Sveučilišta u Kaliforniji. Joseph Kirschvink, američki geolog, kasnije je skovao pojam "Snježna kugla Zemlja", u udžbeniku iz 1992. godine. Kirschvinkov rad zasnovan je na dokazima koje su pružili Agassiz i drugi.
Znanstvenici vjeruju da se tri do četiri teška ledena doba, koja su zamrznula gotovo cijelu površinu, dogodila između 750 milijuna i 580 milijuna godina, vjerojatno zato što su se kopnene mase Zemlje nalazile na ili u blizini ekvatora, što je rezultiralo povećanim vremenskim uvjetima. Vrijeme je kada vjetar i oborine razgrađuju stijene i minerale na površini planeta. Proces dovodi do smanjene razine ugljičnog dioksida u atmosferi, što omogućava da se više topline rasprši s površine i u svemir, hladeći planetu.
"Povećani kontinentalni vremenski utjecaji doveli su do smanjenja atmosferskog ugljičnog dioksida i globalnog hlađenja", rekao je Hage. "Jednom kada su polarni okeani počeli smrzavati, više se sunčeve svjetlosti odbijalo od bijelih površina i pojačalo se hlađenje."
Obično se led koji formira preko kontinenata, poput ledenih ploča, usporava vremenskim neprilikama i omogućuje atmosferskom povećanju razine ugljičnog dioksida i temperatura. Međutim, prije stotina milijuna godina, sve kopnene mase Zemlje bile su smještene na ekvatoru. Bez Hage kopna na polovima na kojima će se formirati ledene ploče, a ciklus vremenskih prilika i hlađenja neprekidno je nastavio uranjati planetu u duboko smrzavanje, prema Hageu.
Znanstvenici procjenjuju da su se prosječne globalne temperature tijekom tih ledenih doba spustile na minus 58 stupnjeva Farenhajta (minus 50 stupnjeva Celzija), a svaka je trajala otprilike 10 milijuna godina. Budući da voda ne može ispariti iz ledenih oceana, vodeni ciklus (u kojem voda putuje između atmosfere, kopna i oceana) se isključuje.
Postoje, međutim, rasprave oko toga je li Zemlja bila potpuno smrznuta ili je na ekvatoru još bilo mrlja muljastog materijala ili otvorene vode, gdje bi sunčeva svjetlost mogla ući u vodu i omogućiti nekim organizmima da opstanu. Ovu hipotezu "Zemlja slushball Earth" uveo je 2000. godine Richard Cowen, američki geolog, prema Sveučilištu Dartmouth.
Intenzivna ledena doba s vremenom se rastopila. Znanstvenici vjeruju da su vulkani nastavili ispumpavati ugljični dioksid u atmosferu kroz ledeno doba, na kraju zagrijavajući planet dovoljno da se vodeni ciklus mogao nastaviti.
Povećani staklenički plinovi (vodena para i ugljični dioksid), koji zadržavaju toplinu na površini planete, na kraju su doveli do propadanja, rekao je Hage, podižući prosječne globalne temperature na 122 F (50 C) u samo nekoliko stotina godina. To je zauzvrat dovelo do povećanja kontinentalnog vremena, što je pomoglo smanjenju količine ugljičnog dioksida u atmosferi i snižavanju hladnih temperatura.
Pojava poznata kao Milankovičevi ciklusi također je igrala ulogu u oseki i protoku ledenih doba, prema Hageu. Tri su ciklusa nazvana po Mulutinu Milankoviću, srpskom astronomu, koji je pružio dokaze povezivanja klimatskih promjena s promjenjivom količinom sunčeve energije koju Zemljina površina prima na temelju položaja planeta. Ciklusi se odnose na male promjene u obliku Zemljine orbite oko sunca, nagib osi planeta i koliko se Zemlja njiše na svojoj osi dok se vrti.
Kako se Zemlja zagrijavala i izašla iz svog dubokog smrzavanja, dogodila se velika eksplozija života, poznata i kao Kambrijska eksplozija, prema Paleontološkom muzeju Sveučilišta u Kaliforniji. Ovo je najranije poznato razdoblje unutar zapisa fosila u kojem se glavne grupe životinja pojavljuju u vrlo kratkom geološkom vremenskom razdoblju (oko 40 milijuna godina).
Hoćemo li u budućnosti vidjeti još jednu Zemlju snijega? Prema Hageu, malo je vjerojatno, zbog orijentacije na kontinente.
"Čak i uz ekstremne zime, stvorili bi se kontinentalni ledeni slojevi, koji bi zaustavili kontinentalno vrijeme i omogućili stvaranje ugljičnog dioksida u atmosferi, što bi dovelo do zagrijavanja, a ne do odmrzavanja," izjavila je ona.
