náhled|vpravo|Relativní rozdíl průměrných teplot vzhledem k současnosti za posledních 800 000 let podle ledovcových záznamů (projekt EPICA) náhled|vpravo|Relativní rozdíl průměrných teplot vzhledem k současnosti, koncentrace oxidu uhličitého (menší v dobách ledových) a prachu (větší prašnost v dobách ledových) z proxy dat (Vostok) náhled|vpravo|Nárůst hladiny moří po poslední době ledové Doba ledová je období v historii Země, kdy jsou na obou polokoulích ve středních zeměpisných šířkách a polárních oblastech přítomny ve velkém rozsahu ledové příkrovy. Obvykle je takové období doprovázeno rozšířením mořských ledovců, permafrostů a horských ledovců ve všech zeměpisných šířkách a poklesem mořské hladinyhttp://www.geology.cz/aplikace/encyklopedie/term.pl?doba_ledova – Česká geologická služba, Geologická encyklopedie: Doba ledová: "Zalednění způsobilo mj. pokles mořské hladiny" díky přesunu mořské vody do ledovců.https://pubs.usgs.gov/fs/fs2-00/pdf/fs002-00_williams_508.pdf – United States Geological Survey, Sea Level and Climate: "During cold-climate intervals, known as glacial epochs or ice ages, sea level falls because of a shift in the global hydrologic cycle: water is evaporated from the oceans and stored on the continents as large ice sheets and expanded ice caps, ice fields, and mountain glaciers." Jde o suchéhttps://www.ncdc.noaa.gov/abrupt-climate-change/Glacial-Interglacial%20Cycles - NOAA, Glacial-Interglacial Cycles: "Glacial periods are colder, dustier, and generally drier than interglacial periods." a prašné období. V rámci historie Země nastaly doby ledové mnohokrát. Jsou doložené v prekambriu, v proterozoiku, ordoviku, karbonu, permu a kenozoiku (v posledních 15 miliónech let). V užším smyslu se za dobu ledovou považuje výrazné ochlazení planetárního rozsahu ve čtvrtohorách (kvartéru). V kvartéru se opakovaně střídají výkyvy chladnější, jež se nazývají glaciály, a teplejší – interglaciály. V glaciálech docházelo k růstu kontinentálních ledových příkrovů zejména v Evropě, Severní Americe a Asii, zmohutněly též horské ledovce.heslo Doba ledová; Geologická encyklopedie Ve svém největším rozšíření zasahovaly ledovce až na jih Anglie a k hranici Českého masivu. Poslední glaciál skončil 10 000 let před naším letopočtem. Příčiny střídání chladnějších a teplejších období, tzn. glaciálů a interglaciálů, jakož i příčiny celkově relativně chladnějšího období v rámci historie Země nejsou přesně vysvětleny.
Historie výzkumu náhled|vlevo|Zkamenělinu třetihorního velemloka Andrias scheutzeri její objevitel v 18. století považoval za člověka, svědka potopy světa. Georges Cuvier roku 1837 rozpoznal, že jde o zkamenělinu obojživelníka.
První geology v 18. století zaujaly tzv. bludné balvany, které se hojně vyskytují v severním Německu i dalších severnějších oblastech kontinentální Evropy. Bylo odhaleno, že složení bludných balvanů se shoduje se složením hornin ve Skandinávii. Tyto balvany byly označeny za důkaz dávné potopy, jak ji popisuje Bible. Proudy vod je měly přesunout ze vzdálené Skandinávie až sem.
Švédský geolog Nils Gabriel Selfström při výzkumu bludných balvanů sestavil mapu výskytu a směrování skalních škrábanců, jež se vyskytují v severní Evropě včetně Skandinávie, a označil je za stopy odvalování skalních bloků při katastrofické potopě. Charles Lyell ve svém díle Principles of Geology z let 1830–1833 přišel s teorií, že bludné balvany se na kontinent dostaly s ledovými krami v době, kdy tato část pevniny byla zaplavena mořem. Ovšem namísto náhlé katastrofické události již připouštěl, že se jednalo o důsledek pomalých přírodních (geologických) procesů, které kontinuálně probíhají i v současnosti. Ve stejné době skupina geologů rozpoznala příznaky rozsáhlého zalednění v alpské oblasti, ale existenci mohutného kontinentálního ledovce si ještě nikdo nedovedl představit.
Ve 30. letech 19. století Reinhard Bernhardi a na začátku 40. let Charles Frédéric Martins formulovali první teorie o kontinentálním evropském ledovci. Jejich práce však nevzbudily pozornost. Ve 40. letech Louis Agnassiz vyslovuje další katastrofickou teorii. Tentokrát však nešlo o povodeň, ale o gigantický pevninský ledovec, který se měl rozkládat od Alp až k pólu a měl zasahovat až do střední Asie a zde měl zdevastovat veškerý život. Později však Agnassiz tuto extrémní teorii upravil: pevninský ledovec měl zasahovat jen část území Evropy a izolovaně od něj měl existovat ještě ledovec asijský a ledovec americký. V revidované teorii, která se již blíží současnému stavu poznání, byl také poprvé použit termín „doba ledová“, a to ve smyslu jediné dlouhotrvající události. Teorie jediné ledové doby byla v 19. století zpřesňována terénními výzkumy, které mapovaly rozsah kontinentálních ledovců.
Teorie jediné ledové doby začala dostávat trhliny, když někteří vědci nejprve uvažovali o existenci dvou ledových dob. V letech 1901–1909 vydaná práce německých badatelů Albrechta Pencka a Eduarda Brücknera předpokládala, že došlo k nejméně čtyřem ledovým dobám, jež autoři nazvali (podle přítoků Dunaje) Günz, Mindel, Riss a Würm. Ledové doby byly pojmenovány po těchto řekách, protože výzkum probíhal na říčních terasách těchto řek a ledovcových morénách přilehlých Alp. Je to tzv. kvadriglacialistické schéma. Doby meziledové pojmenoval Rudolf Grahmann jako ultima, optima a infima, aby seděli do abecedního pořadí s Penckovými názvy glaciálů.
Postupně nastal problém s přiřazením morén kontinentálního ledovce k tomuto alpskému systému čtyř ledových dob. Z tohoto důvodu bylo kvadriglacialistické schéma upřesněno. Kromě dob ledových (glaciálů) a dob meziledových (interglaciálů) byla v rámci glaciálů zavedena ještě další období většího ochlazení nebo naopak oteplení. Chladnější období se označuje jako stadiál a teplejší jako interstadiál.
Při dalším studiu říčních teras a zejména souvrství spraší se vynořila mnohem složitější realita klimatických výkyvů, patrných hluboko do minulosti. Zrodil se tak polyglacialistický koncept předpokládající množství chladných (výzkumy naznačují, že jich bylo kolem dvaceti) a teplejších období v průběhu celého kvartéru. S alpským systémem dělení ledových a meziledových dob se přesto lze setkat často, a to nejen ve starší literatuře.
Ledové doby v hlubší minulosti Země Proterozoikum náhled|vlevo|600px|Časová osa významných zalednění na planetě Zemi. Ledové doby jsou označeny modře
Pod ledovými dobami se obvykle rozumí série klimatických výkyvů v kvartéru (čtvrtohorách). K významnému ochlazení však mohlo docházet i v jiných obdobích geologické minulosti, například v mladším proterozoiku, v průběhu prvohor pak v ordoviku a na rozhraní karbonu a permu. Přesnější průběh klimatických změn v takto vzdálené minulosti je však obtížně zjistitelný, ačkoliv některá tato zalednění mohla býti výraznější než ta z relativně nedávné minulosti. Modely se sice mohou rozcházet, ale vesměs ukazují na klima, které neumožňovalo v Prekambriu extrémně chladné či horké podnebí.
První předpokládanou ledovou dobou je tzv. Huronské zalednění, ke kterému mělo dojít před 2,4 až 2,1 miliardami let na základě sedimentů v okolí Huronského jezera, které popsal Arthur Philemon Coleman roku 1907. Měla mu předcházet velká oxidační událost a spustit ochlazení. Není ovšem jisté, zda došlo k tak razantním změnám kyslíku v atmosféře (a to ani pro oxidační událost v neoproterozoiku). I proxy data teploty odporují tomu, že by došlo k poklesu teplot.
Ve velmi starých horninách z doby před 700 miliony let (kryogén) jsou nacházeny ledovcové uloženiny a to i z oblastí, které se tehdy měly nacházet v blízkosti rovníku. Rozšíření těchto uloženin bylo tak rozsáhlé, že jejich interpretace vedla ke vzniku tzv. teorie Země – sněhová koule. Předpokládalo se, že průměrná teplota povrchu Země byla hluboko pod bodem mrazu a celou planetu pokrývaly kontinentální ledovce a vrstva mořského zalednění. Ukázalo se však, že zalednění nemohlo být tak úplné („rozbředlá koule“), jelikož život by v takových podmínkách byl možný jen stěží. Tato extrémní teorie tak byla revidována a podle současného stavu vědění se zdá, že kolem rovníku přece jen existoval pás volného oceánu, ve kterém život přežil. Náhlý konec této gigantické ledové doby nejspíše stál za populační explozí tzv. ediakarské fauny, tedy za rozšířením mnohobuněčných živočichů, a za pozdějším prudkým rozšířením fauny kambrické – tzv. kambrická exploze. Jako možná příčina rozsáhlého zalednění je uváděna nerovnováha v poměru plynů v atmosféře, za kterou stála činnost prvních jednobuněčných organismů, jež odčerpaly část skleníkových plynů. Dalším faktorem bylo tehdejší rozmístění kontinentů. K ukončení proterozoické ledové doby vedlo nejspíše hromadění oxidu uhličitého v atmosféře, který se tehdy nemohl kvůli zalednění vázat na povrchu planety, až nakonec došlo k prudkému oteplení. Důkazem pro tuto teorii jsou vrstvy karbonátů pokrývající proterozoické ledovcové uloženiny. Vznikly při intenzivních deštích v atmosféře naplněné oxidem uhličitým. Přesto však jde stále o kontroverzní teorii. Stejně jako pro hurónské zalednění platí, že nemuselo dojít k náhlé změně atmosféry, byť obě zalednění mohla hrát roli v rozvoji jednobuněčných respektive mnohobuněčných organismů. Teploty moří však byly podle izotopických dat značně vyšší než dnes.
Fanerozoikum thumb|Izotopické poměry indikující změny teploty (podle Veizera)VEIZER, Jan. In: Isotope Data - Jan Veizer [online]. [cit. 2. 1. 2024]. Přístup z: https://mysite.science.uottawa.ca/jveizer/isotope_data/ thumb|Odhadovaný rozsah zalednění (modře) před zhruba 300 milióny let (Karoo) na superkontinentě Gondwana
Průměrná teplota Země ve fanerozoiku byla přibližně 20 °C a pohybovala se od 10 °C do více než 25 °C, přičemž dnešní teplota je podprůměrná a rovna přibližně 14,5 °C.
K dalšímu významnému ochlazení došlo na konci prvohorního období ordoviku před 440 miliony let (andsko-saharské zalednění). Tehdejší ledová doba mohla být výraznější než ta čtvrtohorní, navíc probíhala souběžně s velkým vymíráním organismů. Prostředí pro teplomilné organismy však zůstalo zachováno. Vliv na klima mohl způsobit svým stínem i prstenec asteroidů. Další známá doba ledová (Karoo) je datována na rozhraní prvohorních období karbonu a permu, tedy před přibližně 290 miliony let, kdy se v prostoru jižního pólu nacházela rozsáhlá pevnina, na které se rozšířil velký kontinentální ledovec podobný dnešnímu antarktickému příkrovu. Zalednění v období před 300 miliony let bylo ve fanerozoiku patrně to nejrozsáhlejší. Byť maximální rozsah zalednění byl srovnatelný se zaledněním v kvartéru. Mohl za něj patrně vulkanismus. Usazeniny prachu jsou v době zalednění řádově mocnější.
Po dlouhém teplém období druhohor se ve druhé polovině terciéru začalo opět postupně ochlazovat a podle toho se částečně adaptovaly i tehdejší organismy. Pod pojmem ledová doba (resp. ledové doby) se obvykle myslí následující období klimatických výkyvů, které trvá dodneška. Ačkoliv mořské proudy udržují podnebí severských oblastí Evropy, Severní Ameriky a přilehlých ostrovů relativně mírné, stále existující rozsáhlé ledovcové příkrovy v Arktidě i Antarktidě indikují, že ledová doba stále trvá.
Stratigrafické členění náhled|Odvozený vývoj teploty z doby před 500 milióny let až po současnost náhled|Současná poloha ledu (sezónní mořský led na Antarktidě není zobrazen)
Geologická éra, do které spadají klimatické změny posledních ledových dob, se nazývá kenozoikum. Stratigrafické členění této nejmladší geologické éry prošlo mnoha změnami, jelikož je klimaticky i geologicky složitým obdobím. Dříve se kromě termínu kenozoikum používaly termíny terciér (třetihory) a kvartér (čtvrtohory). Později se pro celé období od konce druhohor začal používat termín kenozoikum. Kenozoikum se dělí na starší paleogén, mladší neogén a nejmladší kvartér. Pojmu terciér – třetihory – se však i nadále používá jako pomocné jednotky, která je dobře známa i laické veřejnosti.