Il film Il giorno dopo domani descrive un catastrofico cambiamento climatico verso il raffreddamento globale, che viene definita la nuova era glaciale. Nel film, lo scioglimento dei ghiacci polari causato dal riscaldamento globale interrompe la corrente del Nord Atlantico, abbassando rapidamente la temperatura dell'oceano, portando infine al congelamento dell'oceano su scala globale. Sebbene questo effetto esagerato rappresentato da questo film di fantasia contenga poca verità scientifica, molti scienziati stanno studiando un'era glaciale globale durante il Cryogenian, un periodo geologico che durò da 720 a 635 milioni di anni fa.

Recenti ricerche sui rifugi glaciali hanno acceso il dibattito su questa era glaciale, fermentando una contesa sulla misura in cui la glaciazione copriva la Terra. Sul tavolo ci sono due ipotesi principali:la teoria della "Terra a palla di neve", che sostiene che il ghiaccio copriva l'intera Terra, e ipotesi "Slushball Earth", dove restava aperta la fascia del mare presso l'equatore, permettendo al ciclo idrologico - l'evaporazione e la precipitazione dell'acqua - di persistere.

Il termine Snowball Earth è stato coniato per la prima volta da Joe Kirschvink, un geobiologo al CalTech alla fine degli anni '80. La teoria si basava sulla prima osservazione che i depositi glaciali di questo periodo erano ampiamente distribuiti in quasi tutti i continenti, con alcune prove geologiche che suggeriscono anche glaciazioni a latitudini tropicali. Il brusco cambiamento del clima è radicato nel ciclo di feedback positivo, comunemente indicato come effetto albedo ("bianchezza" in latino). In poche parole, mentre la Terra si raffredda e il ghiaccio si forma dal polo fino alle latitudini più basse, l'albedo, o aumenta il candore della terra, riflettendo più radiazioni solari, proprio come una maglietta nera assorbe più calore, mentre una t-shirt bianca riflette tutte le lunghezze d'onda della luce.

Insieme all'effetto albedo, il ciclo del carbonio a lungo termine ha preso il sopravvento, dando un doppio feedback positivo. Quando l'antico supercontinente Rodinia si frantumò, la nuova linea di costa a bassa latitudine ha intensificato l'erosione della roccia. roccia silicatica, che costituisce la maggior parte della crosta terrestre, subisce una reazione chimica di alterazione che rimuove la CO2 dall'atmosfera. Poiché la CO2 atmosferica è stata ridotta, La terra è diventata più fredda, come CO2, insieme ad altri gas serra, impedisce al calore di fuoriuscire dalla Terra. Inoltre, perché i continenti spezzati erano alle basse latitudini, non avrebbero potuto impedire l'avanzata del ghiaccio che si formava ai poli, la regione più fredda della Terra, che avrebbe creato un pianeta completamente ghiacciato.

I critici della teoria Snowball Earth, tra cui il professor Richard Peltier e i suoi colleghi dell'Università di Toronto e del Texas A&M, pubblicarono un articolo che confutava l'ipotesi, in cui eseguono una serie di simulazioni che hanno portato a una fascia equatoriale di acque aperte che potrebbe spiegare la sopravvivenza degli organismi durante l'era glaciale, così come la successiva rinascita di numerose specie.

La loro argomentazione deriva dal fatto che il processo di glaciazione non solo ha comportato un feedback positivo, ma anche un importante feedback negativo. Man mano che il clima diventava più freddo, l'ossigeno atmosferico sarebbe sprofondato più in profondità nell'oceano. Mentre l'ossigeno atmosferico si diffondeva in profondità nel mare, si è legato allo strato di vecchia materia organica, formando CO2. Diossido di carbonio, rilasciato di nuovo nell'atmosfera, avrebbe riscaldato la Terra per effetto serra, che avrebbe scongelato la Terra, impedendo alle calotte glaciali e ai ghiacciai di avanzare ulteriormente. Perciò, tale feedback negativo avrebbe potuto impedire al ghiaccio di coprire completamente la superficie terrestre.

Peltier fornisce un'altra prova chiave contro la teoria della Terra Palla di Neve:una regione geografica che ha permesso la sopravvivenza di fauna e flora, indicato come il "refugia glaciale". Se la Terra si fosse completamente ghiacciata, il suo clima rigido avrebbe ucciso molti organismi. Inoltre, la riflessione completa della radiazione solare avrebbe decimato gli organismi fotosintetici. Ancora, non esiste una tale indicazione geologica che si sia verificata un'estinzione di massa.

Il dibattito tra Terra a palla di neve dura e fangosa diventa più enigmatica alla fine del periodo criogenico e all'inizio del Cambriano, quando si verifica la cosiddetta "esplosione cambriana" della vita animale. L'esplosione del Cambriano si riferisce a un breve intervallo durante il quale molti animali multicellulari in diverse forme sono apparsi sulla superficie della Terra. I critici di Snowball Earth sostengono che un così drammatico aumento della biodiversità in un breve periodo di tempo non sarebbe stato possibile in uno scenario di Snowball Earth, poiché molti organismi prima dell'esplosione si sarebbero estinti. I sostenitori di Snowball Earth, d'altra parte, sostengono che la biodiversità è semplicemente il risultato dei robusti microrganismi sopravvissuti alla Terra delle palle di neve, evolvendo in termini di dimensioni e complessità anatomica nel tempo.

Nessuna di queste ipotesi è scolpita nella pietra, ma piuttosto fanno parte di un dibattito in corso che richiede molti chiarimenti. Per capire meglio cosa accadde durante il periodo criogeniano, è necessario sviluppare diversi modelli climatici con molti parametri, dando flessibilità alla complessità sempre sconosciuta delle condizioni climatiche passate. Inoltre, uno studio attento degli organismi sopravvissuti a Snowball Earth potrebbe aiutare ulteriormente la nostra comprensione di questo periodo enigmatico.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.