Theo như báo cáo được công bố trên tạp chí Geochemical Perspectives Letters, các chuyên gia tiến hành khai quật các mỏ đá phiến sét và phân tích các mẫu cốt lõi từ khu vực thực địa ở phía đông bắc Nam Phi, một phần của Siêu nhóm Pongola - chuỗi dày của đá núi lửa và trầm tích hình thành trong kỷ nguyên Mesoarchaean (3,2 tỷ đến 2,8 tỷ năm trước).
“Chúng tôi đã tìm thấy các trầm tích băng hà được bảo quản cực kỳ tốt gần các mỏ vàng ở Nam Phi . Đây là một trong số ít khu vực còn khá nguyên vẹn và không thay đổi so với thời kỳ đầu của Trái đất.", theo Ilya Bindeman - Giáo sư địa hóa đồng vị và núi lửa tại Đại học Oregon cho biết.
Trước đó, một số mẫu vật chất được thu hoạch cho thấy các dấu hiệu của thời kỳ băng hà cổ đại tại khu vực này. Tuy nhiên, chúng vẫn đang gây ra những tranh cãi sôi nôi vì tính thiếu xác thực.
Để chứng minh cho sự việc trên, các nhà khoa học thu nhập các mẫu đá trầm tích tại hiện trường từ Kaapvaal Craton - một khối đá cổ đại nằm ở đông nam của Nam Phi cũng chứa các trầm tích từ Siêu nhóm Pôngla. Ngoài ra, kiểm tra các mẫu lõi trong cùng khu vực do công ty khai thác mỏ AngloGold-Ashanti đóng góp.
Một trong số các mẫu này được xác định là dấu vết của băng tích lâu đời nhất được biết đến trên thế giới. Về cơ bản chúng là các mảnh vụn do sông băng để lại khi dần dần tan chảy và co lại. Giới nghiên cứu sử dụng một kỹ thuật gọi là phân tích đồng vị oxy, trong đó họ dựa vào ba dạng khác nhau hoặc đồng vị oxy có trong trầm tích. Kết quả cho thấy mức độ của một số đồng vị nhất định trong mẫu vật phù hợp với mức độ phổ biển trong khí hậu băng giá.
Sự hiện diện của các bằng chứng này có thể cung cấp manh mối về khí hậu và địa lý của Trái đất trong kỷ băng hà. Một giả thuyết cho rằng khu vực này của Nam Phi có thể đã ở gần một trong các cực cách đây 2,9 tỷ năm.
"Một khả năng khác là toàn bộ Trái đất đang ở trong thời kỳ 'quả cầu tuyết', khi nồng độ khí nhà kính carbon dioxide và metan trong khí quyển thấp dẫn đến 'hiệu ứng nhà kính ngược', khiến phần lớn hành tinh bị đóng băng", đồng tác giả nghiên cứu Axel Hofmann, phó giáo sư Khoa Địa chất tại Đại học Johannesburg ở Nam Phi cho biết.
Theo Andrey Bekker, phó giáo sư địa chất tại Đại học California, Riverside bày tỏ, mặc dù những lý thuyết này có thể khả thi, nhưng cần phải thực hiện nhiều nghiên cứu hơn để thực sự hiểu về khí hậu của thế giới hàng tỷ năm trước.
"Đó là sự tiến bộ dần dần hướng tới những hiểu biết về môi trường sơ khai cũng như những thay đổi khí hậu trong lịch sử của Trái đất. Chúng tôi không biết phạm vi của khí hậu lạnh giá này là bao nhiêu cho dù nó chỉ ở địa phương hay mở rộng đến các vĩ độ thấp trên khắp thế giới." ông nói thêm.
