O Google busca por região, no caso a sua região provável deve retornar como sendo Brasil então os resultados serão em Português, então quando navega nos resultados é provável que só irá só retornar os links com ?lang=pt-br
No entanto é possível buscar no Google em inglês, será necessário você pode modificar as configurações assim:
Então no final procure por Estados unidos:
E clique em salvar, em seguida voltando a página do google.com.br vai aparecer isto:
Clique no link: English, pronto todos resultados virão do Google em inglês, então se os links estiverem indexados corretamente irá com retornar com certeza o ?lang=en-us
Mas é provavel que isto só funcionará se todos links contiverem ?lang=....
, no caso de cookies não sei afirmar, mas creio que irá apenas indexar o preferencial, como já citei nos comentários.
Um link bom sobre o assunto (citado pelo @Randrade) seria este https://support.google.com/webmasters/answer/182192?hl=pt&vid=0-736755508896-1511801893234, o próprio link cita:
Verifique se cada versão em outro idioma pode ser descoberta com facilidade
Mantenha o conteúdo para cada idioma em URLs separados. Não use cookies para mostrar versões traduzidas da página. Avalie a possibilidade de usar links cruzados para cada versão em outro idioma de uma página. Desse modo, um usuário francês que acessa a versão em alemão da sua página pode ver a versão no idioma certo com um único clique.
Ou seja links são melhores que usar apenas cookies para checar, então isto é o que vai funcionar:
http://site.com/pt-br
http://site.com/pt-br/foo
http://site.com/pt-br/bar
http://site.com/pt-br/foo/bar/baz
http://site.com/en-us
http://site.com/en-us/foo
http://site.com/en-us/bar
http://site.com/en-us/foo/bar/baz
Ou isto:
http://pt.site.com
http://pt.site.com/foo
http://pt.site.com/bar
http://pt.site.com/foo/bar/baz
http://en.site.com
http://en.site.com/foo
http://en.site.com/bar
http://en.site.com/foo/bar/baz
site.com/pt-br/pagina
esite.com/en-us/pagina
? Porque até então o Google não "muda nada", ele indexa o que identificar, provavelmente no idioma preferencial, depende muito mesmo de como você configurou o culture info, se é baseado no idioma do sistema operacional (ou navegador) do usuário ou pela URL.