نزدیک به ۷۱۷ میلیون سال پیش، زمین از دنیایی مرطوب با دریاهای متلاطم به دنیایی سرد و بایر تبدیل شد. دانشمندان نام مستعار این مرحله از تاریخ زمین‌شناسی و موارد شبیه آن را «زمین گلوله برفی» گذاشتند.
علت این که چرا سیاره تقریباً جامد و منجمد شد و چطور به زمان ۵۶ میلیون سال به همین شکل باقی ماند، از زمان‌ها پیش یک راز بوده است. اکنون تیمی از محققان اعتقاد دارند که این معما را حل کرده‌اند. آن‌ها می‌گویند یخبندان زمین امکان پذیر ناشی از افت جهانی انتشار کردن کربن دی‌اکسید باشد؛ اتفاقی که در نتیجه‌ی فوران کمتر این گاز از آتشفشان‌ها به جو به‌وقوع پیوست.
افت انتشار کردن کربن دی‌اکسید، جذب گرما توسط جو زمین را دشوارتر می‌کند. محققان استدلال می‌کنند که اگر افت انتشار کردن کربن دی‌اکسید به اندازه‌ی کافی شدید می بود، سیاره را به سمت طویل‌ترین عصر یخبندان سوق می‌داد.
نظریه‌ی تازه که در مجله‌ی ژئولوژی انتشار شده است، بینش تازه‌ای را در رابطه نحوه‌ی تأثیر فرآیندهای زمین‌شناسی بر اقلیم زمین در زمان‌های قبل اراعه می‌دهد. این چنین، به دانشمندان پشتیبانی می‌کند تا فرآیندهای اقلیمی جاری زمین را بهتر فهمیدن کنند.
یخبندان زمین امکان پذیر ناشی از افت جهانی انتشار کردن کربن دی‌اکسید باشد
آدریانا دوتکیویچ، رسوب‌شناس از دانشگاه سیدنی که رهبری مطالعه را به مسئولیت داشت، به نیویورک‌تایمز می‌گوید: « یقیناً این روزها انسان تاثییر بسزایی بر انتشار کردن کربن دی‌اکسید در جو دارد. اما در قبل هیچ انسانی وجود نداشت و به این علت همه چیز اساساً توسط فرآیندهای زمین‌شناسی تعدیل می‌شد.»
ایده‌های تعداد بسیاری برای توضیح تبدیل زمین به گلوله برفی وجود دارد. یکی از نظریه‌های رایج می‌گوید مواد معدنی آزادشده در تاثییر هوازدگی سنگ‌های آذرین، کربن دی‌اکسید را از جو می‌مکد و یخ‌زدگی عمیقی در زمین تشکیل می‌کند. دوتکیویچ می‌گوید احتمالا یخبندان جهانی بدین شکل اغاز شده باشد، اما این نظریه به تنهایی نمی‌تواند علت ۵۶ میلیون سال انجماد در زمین را توضیح بدهد. او می‌افزاید: «به این علت باید مکانیسم اسرارآمیز فرد دیگر نیز وجود داشته باشد که یخبندان را برای طویل‌زمان نگه داری کند.»
دوتکیویچ و همکارانش به علت انتشار کردن مدل متحرک جدیدی از زمین‌ساخت‌های صفحه‌ای، دقت خود را به بازدید آتشفشان‌ها معطوف کردند. سپس، محققان با بازدید دورشدن قاره‌ها از یکدیگر، تغییرات به‌وجود‌آمده در طول پشته‌ی میانی اقیانوس (زنجیره‌ای از رشته‌کوه‌های آتشفشانی در زیر آب) را که توسط مدل پیش‌بینی شده می بود، مطالعه کردند.
تیم محققان مقدار انتشار کردن گازهای آتشفشانی را از زمان اغاز عصر یخبندان محاسبه کردند. نتایج نشان داد که مقدار افت انتشار کردن کربن دی‌اکسید در جو، برای اغاز و باقی‌ماندن دوره‌ی ۵۶ میلیون ساله‌ی یخبندان کافی بوده است.
افت انتشار کردن گازهای آتشفشانی قبلاً نیز به گفتن عاملی برای تبدیل‌شدن زمین به گلوله برفی نظر شده می بود. اما به نقل‌از دوتکیویچ، محققان برای اولین بار از طریق محاسبات مدل‌سازی‌شده ثابت کرده‌اند که این مکانیسم چطور عملی شده است.
مدل توسط داده‌های واقعی حمایتنمی‌بشود، اما محتمل‌ترین نظریه است
دیتمار مولر، ژئوفیزیکدان از دانشگاه سیدنی و نویسنده‌ی مطالعه می‌گوید این پژوهش یکی از راه‌های اختلاف بین مدل‌های جانشین برای بخشی زیاد باستانی از تکامل زمین می بود. او توضیح می‌دهد: «اگر دانشمندان می‌دانند که عصر یخبندان وجود داشته است، آنگاه می‌توانیم بگوییم که این نمونه از مدل‌های بازسازی‌شده زیاد تر از مدل‌های دیگر محتمل است.»
یقیناً، مدل منفعت گیری شده در مطالعه فقط یک مثالی بازسازی‌شده است و توسط داده‌های واقعی حمایتنمی‌بشود. به همین علت محققان نمی توانند احتمالات دیگر را رد کنند. دوتکیویچ می‌گوید: «هیچ جواب قطعی در زمین‌شناسی وجود ندارد. اما بر پایه ترکیبی از شواهد گوناگون، می‌توانیم نظر کنیم که این فرآیند زیاد محتمل است.»
دیگر محققان اعتقاد دارند که انجام این‌گونه مطالعات برای یادگیری در رابطه علل آشفتگی اقلیمی مهم است، اما در پذیرفتن نتایج حاصل از مدل‌های بستر دریای باستانی مردد می باشند؛ چون داده‌های مقداری از چگونگی حالت دقیق پوسته‌ی اقیانوسی زمین در آن زمان وجود دارد و سنجش این قبیل مدل‌ها زیاد چالش‌برانگیز است.
با این حال، مولر معتقد است که تلاش برای تعیین حد و مرزی بر مقدار انتشار کردن گازهای آتشفشانی در قبل، به اختصاصی برای وقتی که نوبت به اجرای مدل‌های اقلیمی آینده می‌رسد، دارای اهمیت است. او می‌افزاید: «طبق معمولً این متغیرترین پارامتر است.»
مطالعه‌ی تازه به دانشمندان امکان می‌دهد تا زمان مطالعه‌ی اقلیم، آثار فعالیت‌های زمین‌شناسی را از فعالیت انسانی نزدیک کنند، اما آیا افت طبیعی انتشار کردن گازهای آتشفشانی می‌تواند ما را از مقدار کربنی که تا به امروز به جو ساطع کرده‌ایم، نجات بدهد؟
دوتکیویچ جواب می‌دهد: «متاسفانه خیر. ما می‌توانیم نابسامانی‌های باستانی را مطالعه کنیم، اما تغییرات ناشی از فعالیت انسان نوع فرد دیگر از تاثیرات ویرانگر است.»