当一颗新的系外行星被发现的时候，天文科学家们首先考虑的问题之一，便是该星球是位于可居住区域、还是其他地方。因为，这个标签可直接影响该行星的温度环境是否允许液态水存在，虽然，我们在考虑生命演化的条件时并不只是进行这样单一的判断。在众多外星世界中，有一种行星类型被称为雪球行星，它们是和地球类似的行星，但其海洋却一直冻结到了赤道，冰川生长、极地冰盖膨胀，有时候甚至达到几公里厚。但科学家们通过一项研究表明，即使是这样的冰冻外星世界，也比之前人们之前以为的更能支持生命的多样性和复杂性，雪球状态并不能完全排除陆地生命，在这样的冰冻世界仍拥有可居住的土地。
雪球行星和地球冰河时代的关联
在我们的地球历史上，至少经历过一次、也许多达三次的“雪球阶段”，当地球上的生命经历这些对生命不友好的阶段之时，幸存的唯一生命形式便是海洋微生物。这也是为什么，当科学家们看到恒星可居住区域内的系外雪球行星时，该星球是否有生命存在便成为了脑海中浮现的第一个问题。就冻结的程度而言，雪球行星比地球更彻底，即使是在冰河时代，位于地球赤道的海洋仍然是没有冰的，而雪球行星上的所有海洋，都无一例外地被冰覆盖，其中包括了任何位于赤道的海洋。但科学家们仍然认为这些行星是可居住的，因为在它们的表面上并没有液态水的存在。
地球的低温期包含了两个最极端的冰期，虽然围绕它存在许多科学上的争议，比如，处于这些极端冰河时期的地球，是否正是一个雪球行星，又或是这些土地上仍没有冰。但不管如何，当时的地球生命是出现在冰原之前的海洋中，并借此幸存下来了。因此，科学家们进行了一项有意思的调查，即在一个雪球行星上，仍然有一些区域可能仍然有生命的存在。于是，研究人员通过计算机模型模拟了理论雪球世界中的不同气候变量，在这个过程中，调整了大陆的配置、阳光的数量，以及理论雪球行星应该具备的其他各种特征，而其中特别受到关注的就是星球中二氧化碳的含量。
遵循行星生命已知循环的二氧化碳
众所周知，二氧化碳是一种温室气体，它可以促使行星的大气层捕获热量，从而帮助行星保持温和的氛围。当其含量过高或过低时，都会超过生命能够存活的范围。如今，在我们地球上，全球变暖话题的关注度持续上升，就本质而言，其实就是地球大气层中被注入的二氧化碳量越来越大。研究人员进行了多达数千次的3D计算机模拟，在建模中，二氧化碳是一个尤为重要的变量，因为该气体的浓度是一个星球气候驱动最大的因素之一。反之，如果该星球中的大气没有足够含量的二氧化碳，那么该行星就会发生“滚雪球”现象。
二氧化碳会遵循行星生命中的已知循环，地质科学家们认为，降雨和侵蚀会决定其在大气中持续存在的量。雨水会在吸收二氧化碳的同时，将其转化为碳酸，若其处于行星表面，碳酸还会与岩石发生反应，而这些反应会将碳酸分解，然后与矿物质结合，而这些矿物最终都会进入海洋，并长锁于海底。 然而，如果雪球行星的表面冻结固体，那么这一切都不会发生，从大气中清除二氧化碳在其轨道上就停止了，没有暴露的土地，也没有任何降雨。但是，研究人员在模拟的过程中发现，在这些雪球行星冻结之后，它们中的一些仍然失去了大气中的二氧化碳，这个结果意味着，要么有一些无冰的土地存在，要么发生了一些降雨的情况。下图显示了火山活动产生的二氧化碳、温带和雪球气候的降雨，以及侵蚀所消除的二氧化碳之间的关系，只有当火山活动和风化速率相互平衡时，行星才会陷入雪球状态。
雪球状态不一定能排除陆地生命
出于传统认知的关系，或许你会认为这样的星球并不适合生命居住，但这些研究却表明，这样的过程并不意味着陆地生命就可以被完全排除。至少在模拟的雪球行星世界中，是可能存在适合生命栖息的土地的，尤其是位于赤道附近的内陆地区。因为，在某些情况下，这些区域的温度会高于10摄氏度。而且，在模拟中，一些雪球行星甚至比其他行星更加温暖，那些能够保持足够温度的土地可以进行碳循环，不仅有岩石暴露，还有降雨的发生，并且它们和冰冻的海洋距离较远，位于非冻结区域的大陆中心。
与此同时，科学家门认为即使是在-20摄氏度的温度下，生命也仍然可以继续繁殖，简而言之，这些生命在雪球行星上的生存，就如它处于地球的雪球阶段一样，这些发现为生命的存续铺平了道路。并且，关于雪球行星的可居住性，参与研究的科学家门还提供了一些其他见解。比如，火山爆发可以向星球的大气层喷射大量的二氧化碳和其他类型温室气体，从而使得该行星拜托雪球状态，当然，这样的情况并不会经常发生；通过模拟的结果分析，侵蚀也可以平衡二氧化碳的生成。简而言之，人类对能够支持生命的世界之间的区别认知，可能并不像我们以为的那样清晰。
行星如何避免“雪球地球”的命运
即使是我们的地球，这个唯一已知有生命的世界，在它的地质历史上，也曾徘徊在冰冻的极端。 科学家们对冰的形成位置进行了一系列模拟，然后观察了它与反射阳光的相互作用，研究人员发现了两个重要内容：其一，突然经历冰河时期的行星，往往具有强烈倾斜的特点，尤其是当该行星的轴向倾斜超过55度的时候，“冰带”很可能会在此行星的赤道和极这两个区域形成；其二，能够避免全球冰河时代的行星，往往是位于恒星可居住的恒星区内的潮汐行星，当外星球被困在与轨道运行的任何物体的共振中时，它进行一次旋转所需的时间将会与其绕其母体运行的时间变成一致。由于该行星变得“ 潮汐锁定 ”，因此，其冰冻的一面总是远离自己的恒星，而正是这些差异，决定了它们是否是经历全球冰河时代的冰冻雪球，以及这些世界是否拥有流动的水资源。
同时，科学家们还进一步对在可居住区域内潮汐锁定的行星进行了研究，目的是为了观测其是否可能进入雪球状态，即整个表面都被冰雪覆盖。而红矮星的可居住区域就相对较近，恒星的引力可以迫使这个世界变得潮汐锁定。科学家们专注于两个主要问题，一是行星从恒星吸收了多少光线，二是有多少反射回太空的高反射冰盖。从模型的数据分析可以表明，它可以平滑地从部分覆盖过渡到完全冰覆盖并返回，而在这个过程中，活跃的碳循环起到了帮助潮汐锁定的行星避免了完全冰川的作用。简而言之，位于在可居住区域内的潮汐行星或许不太可能进入雪球状态。
