地表の陸地のほとんどが1か所に集まり超大陸ロディニアを形成していた。またそのころ陸地面積が大幅に増えたことが示唆されている。陸地の増大は岩石の侵食を増加させ、イオン化したカルシウムやマグネシウムを大量に海へ供給した。
またロディニアは赤道付近にあり、そのことによって地球が寒冷化しやすい状態になっていたという説もある（陸地は海よりも熱の反射率が高く、赤道近くにあればそれだけ効率的に太陽エネルギーの吸収を妨げる。一方高緯度に陸地があった場合、それが氷に覆われると岩石の侵食による金属イオンの海への供給が減少し、大気中の二酸化炭素が増加して寒冷化の進行を抑える）。なお20億年以上前の寒冷化の時期にも、同じように陸地のほとんどが赤道付近に集まっていたらしい。
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海に藻類などの光合成生物が多く発生し、光合成により酸素が大気へ多量供給された。
同時期に地殻運動が活発化して、土砂が大量に海へ流入し、植物の死骸を埋没したため、死骸分解に伴う二酸化炭素など温室効果ガスの発生が抑制された。
温室効果の減少により地球全体の寒冷化が始まり、極地から次第に氷床が発達していった。氷床が太陽光を反射したため一層の寒冷化を招いた。
一度加速した寒冷化は止まらず、最終的に約3,000mにも及ぶ氷床が全地球を覆うようになり、スノーボールアースに至った。この状態は数億年～数千万年続いたとみられる。
凍結しなかった深海底や地中深部では、わずかながら生命活動が維持されていた。凍結中も火山活動による二酸化炭素の供給は続けられており、大気中の二酸化炭素濃度が高まっていった。地表が凍結している間は岩石の風化も凍結状態だった。
大気中の二酸化炭素濃度が一定比率に達すると気温が上昇し、一気に氷床の解凍が始まった。短く見積もった場合には数百年単位で極地以外の氷床が消滅して、大気温は約40℃まで上昇したと推定されている。温暖化した気候の影響により大規模な嵐や台風が頻発するようになり、岩石の風化が促進され、大量の金属イオンが海に供給された。また長年堆積していた海の沈殿物が嵐により撹拌され、沈殿物が海の表層部に舞い上がった。
大気中の高濃度の二酸化炭素は海中に溶け込み、一部は上記金属イオンと結合して大量の炭酸塩岩を海底に沈殿させた。
海の表層部に舞い上がった大量の沈殿物が光合成単細胞生物に利用され、光合成を激しく促した。またスノーボールアース以前の光合成生物の酸素放出速度より遥かに速いスピードで酸素が放出されたため、大量の酸素が地球に蓄積していった。
一部の生物が海中の高濃度の酸素を利用し、細胞接着物質であるコラーゲンを産生することに成功。単細胞間の接合が促進され、多細胞生物が出現するようになった。
スノーボールアースが始まる前（10億年前）の生物界は単細胞生物が主体で、多細胞生物は小形の菌類などがようやく出現し始めた段階であった。しかしスノーボールアースが終了した原生代末のエディアカラ紀（6.2～5.5億年前）には、エディアカラ生物群と呼ばれる大形生物が出現している。大きなものでは長さ1mを超える生物化石がオーストラリア南部のエディアカラ丘陵から産出した。この突然の大形生物出現とスノーボールアースの関係について検討が行われている。なお生物の進化は加速し、その次のカンブリア紀にはバージェス頁岩化石に代表される多様な生物群が生まれた（カンブリア爆発）。