大冰期

大气中温室气体的比例变化对地球气候的影响最大。如“雪球地球”理论认为，元古宙末期严重的大冰期由于大气中二氧化碳的积聚而结束。

大陆板块的运动从时间尺度上与历次大冰期匹配得较好。比较明确的几种可以减少或阻碍赤道海域暖水流向极区的大陆板块的分布：

• 某个大陆板块位于极区，如现在的南极洲;
• 极区海域几乎被大陆所包围，如现在的北冰洋;
• 超大陆几乎占据了整个赤道地区，如罗迪尼亚大陆在成冰纪冰河时期就位于赤道地区。

印度-澳洲板块从7000万年前开始与亚欧板块碰撞挤压，在消灭了特提斯海后，板块碰撞在4000万年前导致了青藏高原地区的上升。大约240万平方公里土地上升到雪线以上，冰雪地貌对太阳辐射的反射率比裸露地表要高70%。而且青藏高原处于中低纬度，单位面积反射的日照强度是高纬度极区冰盖的4-5倍。而且青藏隆起导致大气环流改变，中国副热带高压区的降水增多，降低了大气中二氧化碳含量。北美洲的科罗拉多高原的隆起具有类似效果。因而从1990年代起，很多研究指出第四纪变冷（Cenozoic Cooling）与这种上升构造运动有直接关系。[8]

巴拿马地峡约在300万年前形成，这是人类从猿进化600万年以来地球上最重要的地质事件。巴拿马地峡的形成切断了大西洋与太平洋的热带海水交换，可能启动了第四纪大冰期。

太陽能量輸出的變化至少有兩種類型：

• 长期變化：天文物理學家認為太陽輸出的能量每10億年會增加10%。每10億年增加10%的能量輸出，足以造成地球上溫室效應的失控－ 溫度的上升會使水蒸氣的量增加，而水蒸氣是溫室氣體（比二氧化碳更強的溫室氣體），這會造成一種惡性循環。
• 短期變化：有些可能會造成能量的捕獲。由於太陽很巨大，計有的不平衡和負回饋的過程和影響需要很長的時間，所以這些過程會回饋過度又造成不平衡...等等。（"長時間"在這兒指的是數千年至百萬年的時間。）太阳黑子的周期，如蒙德极小期（Maunder minimum），与16世纪持续到19世纪的小冰期符合得很好。

太陽能量的長期增長不是造成冰河期的原因。

最著名的短期變化是太陽黑子周期，特別是蒙德極小期，它與小冰期最冷的部分時間相關聯。如同米蘭科維奇循環一樣，以太陽黑子的效應來解釋冰河期的開始和結束會太微弱和太頻繁了，但是很有可能有助於解釋其中的一些溫度變化。

休倫冰河時期（Huronian），出现于24亿年前到21亿年前。由于主要冰盖遗迹证据在休伦湖北岸被发现而命名。这可能是地球上最严重最漫长的寒冷期。其成因可能是大氧化事件，大气层中急剧增加的氧气破坏了原始大气中的主要温室气体甲烷与二氧化碳所致。寒冷期的結束，為真核生物的出現打下了基礎。

前寒武纪大冰期，又称成冰纪大冰期（Cryogenian），出现于新元古代成冰纪，从8.5亿年前到6.3亿年前。这是十亿年来地球最严重的寒冷期，极地冰盖扩展到赤道，形成了雪球地球，海洋也完全冻结。火山喷发的二氧化碳因地球生物不能光合作用而逐步累积，最终形成的温室效应使得地球走出冰封。随后是埃迪卡拉生物群标志着多细胞生物的出现，以及寒武纪生命大爆发，各种生物的门基本都出现了。

安第斯-撒哈拉大冰河時期，时间跨度较小，出现于古生代晚奥陶纪与志留纪，从4.6亿年前到4.3亿年前。

6500万年来氧同位素记录的气候变化，可见3400万年前南极冰盖开始形成，2500万年前南极冰盖大部溶化，1300万年前南极冰盖重新形成。现在的平均温度比始新世气候最适宜（Eocene Climatic Optimum）时期要低10度以上

晚古生代大冰期，又称卡鲁大冰期（Karoo Ice Age （页面存档备份，存于）），出现于古生代末期的石炭纪与二叠纪，从3.6亿年前到2.6亿年前。因南非卡鲁地区发现的冰盖证据而命名。可能的原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育，导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少所致。

第四纪大冰期（Quaternary glaciation），或称作更新世大冰期（Pleistocene glaciation），当前大冰期（current ice age），或直接叫做大冰期（the ice age），开始于258万年前的上新世晚期（另一說為2000萬年前南極大陸出現永久冰蓋之時開始），延续至今。此次大冰期中，地球处于冰期与间冰期交替出现的旋回。目前，地球上的大陆冰盖仅存在于南极洲、格陵兰、巴芬岛等处。