Aufgrund von Abschätzungen über den damaligen Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre gehen Sleep und Zahnle davon aus, dass die Erde bereits während des Hadäans mehrmals in eine Schneeball-Erde-Phase fiel und fast vollständig vereiste. Zum einen waren, angetrieben von der Wärme im Erdinnern, die Plattentektonik-Prozesse wesentlich aktiver als heute. Beträchtliche Mengen an Kohlendioxid wurden zusammen mit absinkenden Kontinentalplatten ins Erdinnere transportiert.
Zum anderen wurde die Erde während des Hadäan von Kometen und Asteroiden bombardiert. Das dadurch in die Atmosphäre geschleuderte feinkörnige Material reagierte mit Kohlendioxid und filterte es aus der Atmosphäre heraus. Die in ihrer Frühphase noch schwache Sonne konnte die Erdoberfläche alleine nicht aufheizen.
Eine zugefrorene Erde hält Sleep für den idealen Nährboden für das erste Leben: “Ein Gefrier-Auftau-Zyklus schafft ein chemisches Ungleichgewicht und damit Energie für Leben. Solch ein Ungleichgewicht gibt es zwar auch in der Umgebung der Hydrothermalquellen, aber das Leben hat es bei Temperaturen in der Nähe des Schmelzpunktes wesentlich einfacher als in der Nähe des Siedepunktes. Auch im heutigen Eis gibt es Leben mit nennenswerter Photosynthese.”
Die beiden Forscher glauben, dass Methan in der Atmosphäre die Erde zu Beginn des Archaikums, vor 3,8 Milliarden Jahren, langsam wieder erwärmte. Das Methan entstand ihrer Theorie zufolge durch chemische Reaktionen zwischen Wasser und metallischem Gestein, das von Asteroiden stammte.
