​La Terre a connu deux périodes au cours desquelles elle fut totalement couverte de glace et de neige (Snowball Earth), entre 717 et 659 millions d'années (Ma), puis entre 649 et 635 Ma avant notre ère.

Dès les années 1960, ces épisodes ont été décrits à partir de données géologiques et glaciologiques. Cependant, aucun processus connu ne permettait d'expliquer comment la planète était sortie aussi rapidement d'une telle glaciation. Sous le seul effet de la luminosité solaire, le dégel aurait en effet duré plusieurs milliards d'années.

À la fin des années 1980, des scientifiques ont proposé un processus de seulement quelques dizaines de millions d'années. Le CO₂ émis par les volcans n'est plus absorbé par les puits de carbone comme l'océan et la biosphère, en raison de la barrière des glaces. Il s'accumule dans l'atmosphère jusqu'à des teneurs très élevées, provoquant un effet de serre puissant, suivi d'une débâcle.

Des climatologues du LSCE, en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire Géosciences Environnement Toulouse, ont apporté diverses contributions sur ce thème. Ils montrent que le  basculement vers une Terre boule de neige a pu être favorisé par une répartition singulière des continents au niveau des tropiques. Ils ont affiné le modèle initial en supposant qu'une partie de la surface océanique reste libre de glace et autorise des échanges de CO₂ entre atmosphère et océan. La sortie de l'état de Snowball, enfin, s'effectue progressivement selon eux, à travers une succession d'oscillations glaciaire-interglaciaire, conduisant au réchauffement nécessaire à la débâcle.

Bien après l'apparition de la vie il y a 3,7 milliards d'années, le climat de la Terre a donc connu des dérégulations majeures durant des millions d'années qui ont conduit à un fonctionnement de la Terre très différent de celui que nous connaissons depuis l'explosion cambrienne (540 Ma) postérieure à ces épisodes.