C'est difficile à imaginer maintenant, mais à certains moments de l'histoire de la Terre, la glace a recouvert la planète entière. Cette Terre gelée, surnommée Terre boule de neige, était un environnement "si sévère, que toute la surface de la Terre, de pôle en pôle, y compris les océans, a complètement gelé", a déclaré Melissa Hage, spécialiste de l'environnement et professeure adjointe à l'Oxford College of Emory. Université de Géorgie.
En 1840, Louis Agassiz, un naturaliste suisse, a été parmi les premiers à reconnaître et à fournir des preuves que la Terre avait traversé des périodes glaciaires, selon le musée de paléontologie de l'Université de Californie. Joseph Kirschvink, un géologue américain, a plus tard inventé le terme "boule de neige Terre", dans un manuel de 1992. Le travail de Kirschvink était basé sur des preuves fournies par Agassiz et d'autres.
Les scientifiques pensent que trois à quatre périodes glaciaires sévères, qui ont gelé presque ou entièrement la surface, se sont produites entre 750 millions et 580 millions d'années, probablement parce que les masses terrestres de la Terre étaient toutes situées à l'équateur ou à proximité, ce qui a entraîné une augmentation des intempéries. Les intempéries se produisent lorsque le vent et les précipitations décomposent les roches et les minéraux à la surface de la planète. Le processus entraîne une diminution des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, ce qui permet à plus de chaleur de se dissiper de la surface et dans l'espace, refroidissant la planète.
"L'augmentation des intempéries continentales a entraîné une diminution du dioxyde de carbone atmosphérique et un refroidissement mondial", a déclaré Hage. "Une fois que les océans polaires ont commencé à geler, plus de lumière solaire a été réfléchie sur les surfaces blanches et le refroidissement a été amplifié."
En règle générale, la glace qui se forme sur les continents, comme les calottes glaciaires, ralentira les intempéries et permettra aux niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone et aux températures d'augmenter. Cependant, il y a des centaines de millions d'années, toutes les masses terrestres de la Terre étaient situées à l'équateur. Sans masses terrestres aux pôles pour la formation de calottes glaciaires, et le cycle d'altération et de refroidissement s'est poursuivi sans contrôle, plongeant la planète dans un gel profond, selon Hage.
Les scientifiques estiment que les températures mondiales moyennes ont chuté à moins 58 degrés Fahrenheit (moins 50 degrés Celsius) pendant ces périodes glaciaires, qui ont chacune duré environ 10 millions d'années. L'eau ne pouvant s'évaporer des océans recouverts de glace, le cycle de l'eau (dans lequel l'eau se déplace entre l'atmosphère, la terre et les océans) s'est arrêté.
Cependant, il y a un débat sur la question de savoir si la Terre était complètement gelée ou s'il y avait encore des plaques de neige fondante ou de l'eau libre à l'équateur où la lumière du soleil pourrait pénétrer dans l'eau et permettre à certains organismes de survivre. Cette hypothèse de la "Terre de boule de neige" a été introduite en 2000 par Richard Cowen, un géologue américain, selon l'Université de Dartmouth.
Les âges glaciaires intenses ont finalement fondu. Les scientifiques pensent que les volcans ont continué à pomper le dioxyde de carbone dans l'atmosphère tout au long de la période glaciaire, réchauffant finalement suffisamment la planète pour que le cycle de l'eau puisse reprendre.
L'augmentation des gaz à effet de serre (vapeur d'eau et dioxyde de carbone), qui retiennent la chaleur à la surface de la planète, a finalement conduit à un échauffement incontrôlable, a déclaré Hage, élevant les températures moyennes mondiales à 122 F (50 C) en seulement quelques centaines d'années. Ceci, à son tour, a conduit à une augmentation des intempéries continentales, ce qui a contribué à diminuer la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et à faire baisser les températures.
Un phénomène connu sous le nom de cycles de Milankovitch a également joué un rôle dans le flux et le reflux des périodes glaciaires, selon Hage. Les trois cycles sont nommés pour Mulutin Milanković, un astronome serbe, qui a fourni des preuves établissant un lien entre les changements climatiques et la quantité changeante d'énergie solaire que la surface de la Terre reçoit en fonction de la position de la planète. Les cycles se réfèrent à de légers changements dans la forme de l'orbite de la Terre autour du soleil, l'inclinaison de l'axe de la planète et à quel point la Terre oscille sur son axe lorsqu'elle tourne.
Alors que la Terre se réchauffait et sortait de son gel profond, une énorme explosion de vie s'est produite, connue sous le nom d'explosion cambrienne, selon le musée de paléontologie de l'Université de Californie. Il s'agit de la première période connue dans les archives fossiles au cours de laquelle de grands groupes d'animaux apparaissent dans une très courte période géologique (environ 40 millions d'années).
Verrons-nous une autre boule de neige sur Terre dans notre avenir? Selon Hage, c'est peu probable, en raison de l'orientation étalée des continents.
"Même avec des hivers extrêmes, des calottes glaciaires continentales se formeraient, ce qui arrêterait l'altération continentale et permettrait au dioxyde de carbone de s'accumuler dans l'atmosphère, conduisant au réchauffement plutôt qu'au gel incontrôlable", a-t-elle déclaré.
