L’ipotesi Snowball Earth si riferisce all’idea che ad un certo punto durante la storia della Terra, in particolare durante il periodo criogeniano (da 850 a 630 milioni di anni fa), l’intera superficie fosse ghiacciata, inclusi gli oceani. L’ipotesi Snowball Earth è controversa tra i paleontologi, ma molti credono che aiuti a spiegare la presenza di depositi glaciali a latitudini tropicali di questo periodo, così come altri aspetti insoliti della documentazione geologica criogenia. Tutti gli scienziati concordano sul fatto che ci siano state enormi glaciazioni nel periodo criogeniano, il disaccordo è sul fatto che siano diventate globali in estensione.
Si pensa che lo scenario Snowball Earth, se si è effettivamente verificato, sia stato avviato dalla deriva dei continenti in una configurazione quasi esclusivamente equatoriale. Ciò avrebbe causato il rapido disfacimento delle rocce continentali, che avrebbero poi assorbito grandi quantità di anidride carbonica atmosferica. Poiché l’anidride carbonica è un gas serra che svolge un ruolo cruciale nel mantenere calda la Terra, questo esaurimento avrebbe causato l’accumulo di ghiaccio incontrollato. Poiché i ghiacciai coprivano la Terra, avrebbero sollevato l’albedo terrestre (riflettività), riflettendo l’energia della luce nello spazio, accelerando ulteriormente il raffreddamento. Il risultato finale sarebbe stato un pianeta interamente ricoperto di ghiaccio, con temperature equatoriali simili all’attuale Antartide.
Per dissipare il gelo profondo della Terra delle palle di neve sarebbero state necessarie abbondanti quantità di anidride carbonica. Poiché le rocce silicatiche e carbonatiche, le normali fonti di anidride carbonica, sarebbero state interamente coperte, il gas sarebbe dovuto provenire da esplosioni vulcaniche. Per periodi di tempo in milioni di anni, le esplosioni vulcaniche erutterebbero abbastanza CO2 nell’atmosfera per avviare il riscaldamento globale. Questo riscaldamento farebbe sciogliere il ghiaccio intorno all’equatore ed esporrebbe la terra, abbassando l’albedo terrestre e causando un feedback positivo del riscaldamento.
Alcuni scienziati ritengono che un’ipotesi “Slushball Earth” sia più realistica di Snowball Earth, dove esisterebbe una regione di oceano di ghiaccio sottile o privo di ghiaccio attorno all’equatore. Ciò è necessario per un ciclo idrologico attivo, infatti alcuni depositi geologici dell’epoca ne indicano la presenza.
Talvolta si dice che la Terra Palla di neve trattiene l’evoluzione della vita multicellulare, ma la verità è che non sappiamo se questo sia vero o meno. La vita unicellulare esisteva certamente miliardi di anni prima del criogeniano ed è sopravvissuta attraverso di essa, forse nelle bocche idrotermali di acque profonde e in altri rifugi. La sopravvivenza della vita terrestre durante il periodo Snowball Earth è talvolta citata come argomento che la vita potrebbe esistere negli oceani coperti di ghiaccio dei corpi esterni del Sistema Solare come la luna gioviana Europa.