Volume 31, Number 4 (2004)
Articles

Frozen in Time: Concepts of 'Global Glaciation' from 1837 (die Eiszeit) to 1998 (the Snowball Earth)

Nicholas Eyles
Environmental Earth Sciences University of Toronto at Scarborough Scarborough ON M1C 1A4 Canada
Published December 1, 2004
How to Cite
Eyles, N. (2004). Frozen in Time: Concepts of ’Global Glaciation’ from 1837 (die Eiszeit) to 1998 (the Snowball Earth). Geoscience Canada, 31(4). Retrieved from https://journals.lib.unb.ca/index.php/GC/article/view/2775

Abstract

A completely ice-bound Earth, where life is arrested by extreme cold, is not a story out of science fiction but has been proposed to explain Neoproterozoic paleobiology and climates. The Snowball Earth hypothesis is the subject of considerable media interest on a par with global warming. The basic premise was originally outlined in 1837 by Louis Agassiz in his famous Discours de Neuchatel, in which he set out the case for die Eiszeit, a geologically recent Great Ice Age that had smothered the tropics and wiped out all life. A divine creator then introduced new species. Following widespread dismissal of Agassiz's controversial claim to have discovered glacial deposits in the Amazon in 1866, the idea fell out of favour. The concept of ancient 'globally-engulfing glaciations' was given new life in the early 1930s by T. Gevers as the geology of the continents was mapped and the intercontinental distribution of Permo-Carboniferous and Precambrian glacial tillites became evident. To 'permanentists' such as the Toronto glacialist A.P. Coleman, who rejected Wegener's drifting continents explanation for widespread Permo-Carboniferous glacial deposits, the presence of tillites in the steamy heat of the tropics necessitated equatorial ice sheets when 'a world found itself in the grip of the fiercest... of the ice ages'. Similarly, in reference to the late Precambrian record, D. Mawson referred to the 'world-wide nature of the Earth's greatest glaciation' in 1949. After a brief intermission, when the glacial origin and climatic significance of many deposits was questioned, the ideal of low-latitude glaciation was resurrected in 1964 as the 'great infra-cambrian glaciation' of W.B. Harland. In the early 1970s, L.J.G. Schermerhorn countered by showing that many alleged 'tillites' were the result of submarine mass flow in tectonically active basins. Notwithstanding these findings, fears of 'nuclear winter' arising from nuclear conflagration reawakened interest in an ice-bound Earth in the late 1980s. This culminated in P. Hoffman's and J.L. Kirschvink's Neoproterozoic Snowball Earth model of severe, ten million-year-long global refrigerations when temperatures plummeted to -50°C, the world's oceans froze and all planetary biological activity was arrested only to be revived during short, brutal interglacials. These so-called 'freeze-fry' episodes are thought to have been a precursor to the Cambrian 'explosion'. In this paper I expand on the historical development of the idea over the past 160 years and show that the current 'Snowball' version is based on several premises of 'permanentist' thinking that arose in opposition to Wegener in the 1920s and that have survived the advent of plate tectonics and sedimentology largely intact. RÉSUMÉ Une Terre complètement enserrée dans la glace, où la vie a été suspendue par le froid, ce n'est pas une idée de science fiction, mais une idée qui a déjà été proposée pour expliquer la paléobiologie et les climats du Néoprotérozoïque. L'hypothèse d'une Terre « boule de neige » fait l'objet d'autant d'attention des médias que l'idée d'un réchauffement de la planète. La prémisse de base en a été décrite en 1837 par Louis Agassiz dans son fameux « Discours de Neuchâtel », document où il plaidait pour die Eiszeit (temps de glace), un grand âge glaciaire géologiquement récent qui aurait envahi les tropiques et éliminé toute vie. Un créateur divin aurait depuis créé de nouvelles espèces. Puis, avec le rejet généralisé de la prétention d'Agassiz d'avoir découvert des dépôts glaciaires en Amazonie en 1866, l'idée a été oubliée. Au début des années 1930, T. Gevers a redonné vie au concept « d'anciennes glaciations planétaires », à la faveur de la cartographie géologique des continents, alors qu'a été mis en évidence l'existence de tillites glaciaires permo-carbonifères et précambriennes. Du point de vue des « fixistes » comme le glacielliste de Toronto A. P. Coleman, lequel rejetait l'idée de dérive des continents de Wegener pour expliquer la distribution permo-carbonifère des dépôts glaciaires, l'existence de tillites dans les zones tropicales chaudes et humides impliquaient obligatoirement l'existence de lentilles glaciaires équatoriales, alors « (traduction) ... que le monde s'est trouvé aux prises avec de terribles âges glaciaires ». De même, se référant à des dépôts de la fin du Précambrien, D. Mawson en 1949, évoquait « (traduction) la nature globale de l'étendue de la plus grande glaciation de la Terre ». Ensuite, après un bref intermède, alors que l'origine et la nature glaciaire de nombreux dépôts était remise en question, l'idée de glaciation à de basses latitudes a été ressuscitée en 1964 par W. B. Harland « (traduction) la grande glaciation infracambrienne ». Au début des années 1970, L. J. G. Schermeerhorn a contreattaqué en montrant que nombre de ces présumées tillites n'étaient que la résultante de coulées sédimentaires sous-marines dans des bassins techniquement actifs. Malgré ces découvertes, vers la fin des années 1980, la peur d'un « hiver nucléaire » résultant d'une conflagration nucléaire a vu renaître l'intérêt pour l'idée d'une Terre englacée. Ce dernier épisode a connu son apogée avec le modèle de P. Hoffman et de J. L. Kirschivink d'une Terre « boule de neige » au Néoprotérozoïque, soit un période frigorifique de dix millions d'années, la température chutant à -50°C, les océans étant gelés et où toute activité biologique était stoppée, sauf pour quelques périodes interglaciaires brutales de courtes durées. Ces épisodes d'alternance chaud-froid auraient été à l'origine de « l'explosion » Cambrienne. Dans le présent article j'explique l'évolution historique de cette idée au cours des derniers 160 ans, et je démontre que l'actuel concept de « boule de neige » repose sur plusieurs prémisses de la mouvance « fixiste » qui s'est fait jour en opposition à Wegener dans les années 1920, laquelle a survécue sans être vraiment affectée par les développements de la tectonique des plaques et de la sédimentologie.