看過電影「冰川時代」、「後天」嗎？地球是否像電影中所描寫的那樣變成白色地球？事實上，在地球的成長過程中確實經歷過這樣的冷凍期，而且不止一次。科學家將地球在過去地質歷史中有一度相當長時間內，從北極到南極，包括赤道在內均被冰雪所覆蓋的地球，稱為雪球地球。目前認為，地球歷史上存在三次雪球地球事件（圖1），分別出現在2220Ma（Makganyene雪球）,710Ma（Sturtian雪球），640Ma（Marinoan雪球）。
圖1 30億年以來冰川期示意圖1A.黑色顯示 Sturtian和Marinoan雪球地球期 ，1B.雪球地球期（黑色）、區域規模冰川期（深灰色）、無冰川期（淺灰色）
從上圖可以看出，除了三次雪球地球事件外，也出現一些區域性的冰川事件，甚至也有學者將580Ma的加拿大的紐芬蘭冰川沉積稱為雪球事件，但冰川沉積分布局限，證據不是很充分。令人驚奇的是在Makganyene與Sturtian雪球之間的13億年之間，沒有發現任何冰川沉積，甚至連區域性的冰川也沒有。後兩期雪球地球研究程度相對較高，認可度也高，因此，如果不特別說明，一般說雪球地球主要指新元古代的雪球地球，即Sturtian雪球，Marinoan雪球。
雪球地球是如何煉成的？如何由藍色星球變成白色星球的？
地球的氣溫主要由溫室氣體特別是二氧化碳來調節的。二氧化碳的增加，氣溫升高，反之降低。大氣中的二氧化碳一種重要的消耗方式是溶解在雨水中形成碳酸雨降落，與地表巖石發生化學風化作用，將矽酸鹽巖石變成土壤。其結果是Ca2+ 和 HCO3-等離子隨河流帶入大海，並成為初始生物藍藻等有機物質和有機鈣化，整個過程稱為矽酸鹽風化。一般來講風化速率是恆定的，大部分時候地球上二氧化碳基本上是平衡的。
圖2 新元古代古地理恢復但是，新元古代成冰期期間（如圖2下）有罕見巨大陸塊分布在赤道及熱帶地區。我們知道，風化速率對氣候是很敏感的，越溼熱，風化速率越快，乾冷氣候則慢。因此，處於赤道附近的大陸風化速率相當快，大氣中二氧化碳含量急劇下降。
此外，加拿大極地地區的723ma（圖2中的Franklin-LIP）大量玄武巖，當時也處在赤道。該巖石屬於基性火山巖，更容易化學風化，風化速率加快，二氧化碳消耗進一步增加。
但這還不是全部，那個時候的超級大陸Rodinia在在830Ma開始解體（圖2）大約持續了200Ma。一般而言，如果只有一塊超級大陸，其化學風化速率一般較小，因為大部分大陸遠離海洋，氣候乾燥。但是當超級大陸解體成小陸塊後，之前的乾燥變得潮溼，風化速率也相應得到提高，消耗更多二氧化碳。
上述三個因素疊加導致氣溫降低！即通過構造運動，大陸聚合離散，玄武巖的噴發，然後間接地通過巖石的化學風化作用加強導致溫室氣體的減少。
此外，早期太陽比現在相對暗淡也起到一定作用。
這樣，溫室氣體的減少，導致全球變冷，大面積地區被冰雪覆蓋。然後，冰雪的反照率高於裸露陸地或者液態水體，導致正反饋效應，地球變冷進一步加劇。如果地球接近一半面積被冰雪所覆蓋，反饋將形成自治效應，冰雪快速擴張，逼近赤道，直至佔領全球，形成雪球地球。