Glaciaciones

Se denomina glaciación al sostenido enfriamiento producido en la Tierra, originado a partir de veranos frescos e inviernos rigurosos. La nieve acumulada durante el invierno no termina de derretirse en el verano debido a la congelación, lo que significa que la absorción de calor sea menor, por lo que año tras año va aumentando la superficie de la capa de hielo. Este fenómeno provoca también el descenso del nivel del mar. En cada una de las épocas glaciales, la persistencia del clima frío provocó la multiplicación y extensión de los glaciares y el avance de los casquetes polares hasta las zonas actualmente más templadas.
Las glaciaciones se caracterizan por el frío, clima húmedo y gruesas capas de hielo que se extienden desde cada uno de los polos. Los glaciares de montaña o alpinos se extienden por zonas de baja altitud y en todas latitudes, el nivel de los mares desciende debido a las grandes cantidades de agua marina acumuladas en los casquetes polares. También se sabe que las glaciaciones influyen en las corrientes oceánicas, interrumpiendo algunas de ellas.
A pesar del conocimiento adquirido durante los últimos años, poco se sabe acerca de las causas de las glaciaciones. Las glaciaciones generalizadas han sido raras en la historia de la Tierra. Sin embargo, la Edad de Hielo en el pleistoceno no fue el único evento de glaciación ya que se han identificado depósitos denominados tilitas, una roca sedimentaria formada cuando se litifica el till glacial. Estos depósitos encontrados en estratos de edades diferentes presentan características similares como fragmentos de roca estriada, algunas superpuestas a superficies de lecho de roca pulida y acanalada o asociadas con areniscas y conglomerados que muestran rasgos de depósitos de llanura aluvial.
Un lento descenso de las temperaturas medias y la persistencia durante milenios de climas muy fríos se pueden haber debido a cambios en la composición de la atmósfera (por ejemplo, un aumento de su tenor en anhídrido carbónico) o a un incremento de la actividad solar. En ambos casos aumenta la evaporación del agua en los océanos y la nubosidad general. El manto de nubes intercepta los rayos solares y provoca un enfriamiento de la Tierra. Por otra parte, la abundancia de nubes incrementa considerablemente las precipitaciones y éstas, en vez de discurrir hasta el mar por los ríos, contribuyen a la extensión de los glaciares. De este modo, el nivel general de los océanos puede bajar a más de 100 m en el curso de una glaciación importante, mientras que el volumen del agua perdida forma un manto de hielo sobre los continentes (glacioeustatismo).
Aunque existen diferentes ideas científicas acerca de los factores determinantes de las glaciaciones las hipótesis más importantes son dos: la tectónica de placas y las variaciones de la órbita terrestre.

Variaciones orbitales

Cada 250 millones de años, más o menos, la Tierra ha sufrido un largo periodo de glaciaciones de unos 50 millones de años que se subdivide en épocas glaciares de 50.000 años aproximadamente. Según ciertos astrónomos, esos ciclos, periodos y épocas bien pudieran tener como causa el paso del Sol a través de los brazos de la Vía Láctea. En éstos abundan las nebulosas constituidas por inmensas concentraciones de gases y de polvo cósmico. Según esa teoría, el Sol tardaría unos 50 millones de años en atravesar un brazo galáctico y unos 50.000 años en "barrer" una de las referidas nebulosas. Absorbería, de este modo, una masa importante de polvo interestelar, lo cual tendría como consecuencia un aumento sensible de su temperatura y un incremento de sus radiaciones. Así aumentaría la evaporación de los océanos terrestres y se desarrollaría el ciclo glacial.

Tectónica de placas

La teoría de la tectónica de placas sugiere que la evidencia de glaciaciones anteriores se encuentra presente en latitudes tropicales debido a que las placas tectónicas a la deriva han transportado a los continentes desde regiones tropicales hasta zonas cercanas a los polos. La evidencia de estructuras glaciares en Sudamérica, África, Australia y la India avalan esta idea, debido a que se sabe que experimentaron un período glacial cerca del final del Paleozoico, hace unos 250 millones de años. La idea de que las evidencias de glaciaciones encontradas en las latitudes medias está estrechamente relacionada al desplazamiento de las placas tectónicas, fue confirmada con la ausencia de rasgos glaciares en el mismo período para las latitudes más altas de Norteamérica y Eurasia, lo que indica que sus ubicaciones eran muy diferentes de las actuales. En otro orden de ideas, el que actualmente se exploten minas de carbón en el archipiélago de Svalbard también sirve para corroborar la idea del desplazamiento de las placas tectónicas, ya que no existe actualmente en dicho archipiélago una vegetación suficiente como para explicar estos yacimientos de carbón mineral. Los cambios climáticos también están relacionados a las posiciones de los continentes, por lo que han variado en conjunto con el desplazamiento de placas que, además, afectó los patrones de corrientes oceánicas lo que a su vez llevó a cambios en la transmisión del calor y la humedad. Debido a que los continentes se desplazan muy despacio (cerca de 2 centímetros al año), semejantes cambios probablemente ocurren en períodos de millones de años. La teoría de la tectónica de placas, no explica la evidencia geológica existente, sobre la periodicidad de la expansión y el repliegue de la criósfera en las zonas septentrionales del planeta durante periodos geológicos de cientos de miles de años.