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图 3.27 石灰岩在有水的情况下容易被侵蚀。（a）如图所示的喀斯特地形发生在湿润区，那里水平的石灰岩层出露于地表。（b）佛罗里达州中东部的卫星照片显示，喀斯特景观的落水洞中形成了许多圆形的湖泊。（© NASA）
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地理学与生活（插图第11版） [:1705395309]
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冰川
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引起侵蚀和堆积作用的另一种营力是冰川。虽然如今不太广泛，但早在1万—1.5万年以前，冰川曾经覆盖了地球陆地很大部分。许多地貌是由冰川的侵蚀或堆积作用形成的。
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冰川只有在夏季短暂或者不存在，年降雪量超过年融雪量和蒸发量，十分寒冷的地区才能形成。雪的重量使雪的底部压实而形成冰。当降雪厚度达到大约100米时，底部的冰就变成黏稠的牙膏状，并且开始缓慢地运动。而冰川（glacier）就是在陆地表面向外扩展或缓慢地从山坡向下运动的大片冰体（图3.28）。有些冰川看起来完全静止，因为冰川边缘的融化量和蒸发量与冰川前进的速度平衡。但是，冰川也能以高达每天1米的速度移动。
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图 3.28 高山冰川地貌。冰劈作用和冰的运动刻蚀出冰斗。冰斗不规则的底部可能有因冰川融化而形成的湖（冰斗湖）。在冰斗壁同背后山坡邻接之处形成刀刃状的山脊，称为“刃脊”。刃脊被过度侵蚀的山隘所截断，三个或者更多的刃脊相交就形成了角峰。从冰斗壁落下的岩屑被运动中的冰带走。在冰和谷壁之间形成了侧碛。中碛标志着两条山谷冰川交汇处的侧碛相汇合。后退碛在冰川末端长期固定不动，使沙石堆积而成，而终碛是冰川前进最远处的标志。沉积物堆成的锥状小丘称为“冰砾阜”。
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大多数冰川形成理论都与气候变冷有关。也许，下述一些理论的结合能解释冰川的演变。第一种理论将气候变冷归因为大气中有过量的火山灰。其论据就是灰尘减少了到达地球的太阳辐射量，有效地降低了地面的温度。第二种理论将冰期归因为已知的地球绕太阳运动的轨道形状、倾角和季节位置在最近50万年内的变化。这种变化改变了地球所吸收的太阳辐射量及其在地球上的分布。最近有一种理论提出：当巨大的大陆板块漂移到极地地区，地球上的温度变得极端化，导致了冰川的发育。当然，这种理论不能解释最近的一次冰期。
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现在，大陆规模的冰川存在于南极洲、格陵兰岛和加拿大的巴芬岛。但是山地冰川可见于世界上的许多地区。地球上大约10%的陆地面积被冰川覆盖。在最近一次冰川前进时期，格陵兰的大陆冰曾经是覆盖将近整个加拿大（图3.29）以及美国和欧亚大陆最北部巨大冰川的一部分。巨大的冰川厚度达3000米（现今格陵兰的深度），封盖了整个山系。最后一次冰期的另一个特征就是多年冻土（permafrost）的发育，即一种长期冻结的土层，其深度可达300米。由于多年冻土层阻碍了水分的下渗，因此只有当表面的薄层融化时，地表土壤才能在短暂的夏季被水饱和（见“多年冻土”专栏）。
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图 3.29 北半球大陆冰川的最大规模（大约1.5万年前）。由于大量水分以冰的形式保存在陆地上且冰川扩展到现今的大陆岸线以外，所以海平面比现今为低。分离的积雪中心和成冰作用发展。在北美西部山地和前进的冰川前缘之间有大湖区形成。在南部，巨大的河流排出冰川融水。
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冰川的重量使下伏的岩石破裂，为运动冰体的搬运作用做好了准备。因此，冰川就通过侵蚀作用改变了地貌。冰川在运动时刨削陆地，在残留的岩石上留下了刮痕或者擦痕。加拿大东部的许多地方曾经被冰川刨削，留下的土壤很少，但有许多冰蚀湖和河流。由冰川刨削而形成的侵蚀地貌有各种名称。冰川槽谷（glacial trough）是一种很深的U形谷，只在冰川后退以后才能见到。如果冰川槽谷现今位于海平面以下——如在挪威或加拿大不列颠哥伦比亚，就称为“峡江”（fiord），或者“峡湾”。由刨削作用形成的某些地貌表示在图3.28中。图3.30表示了冰斗湖——由冰斗向外敞开凹地中的小湖和刃脊——分隔相邻的冰川侵蚀谷的锐脊。冰斗是冰蚀作用在冰川谷首处形成的。
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图 3.30 冰斗中的冰斗湖及其后的刃脊。照片中由冰川形成的湖位于华盛顿州冰川峰火山自然保护区。（© Bob & Ira Spring）
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冰川所搬运的岩屑堆积下来也会形成某些地貌。冰川的堆积物称为“冰碛”（glacial till）⑤ ，它们由砾石和粉砂组成。当巨大的冰舌向前运动时，岩屑堆积在冰川的各个部分。刨刮谷壁的冰，以及在前进中的冰舌前端的冰，尤其富含岩屑。当冰川融化时，地表就留下了大小和形状不同的冰碛丘岗，例如冰碛丘、蛇形丘和鼓丘等（图3.31）。
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图 3.31 由冰盾形成的堆积地貌特征。大陆冰川所携带的碎屑物质在冰川后退时堆积下来形成各种地貌。冰碛是在冰川后退边缘形成的无分类的冰川堆积。外冲平原由河流搬运的冰砾物形成。冰砾阜是冰水沉积物形成的圆锥状小丘。鼓丘是冰碛物构成的长条形丘，指示冰川运动的方向。蛇形丘是冰川融水的沉积物所构成的长条丘脊。锅状洼地是由停滞的冰块融化形成的封闭洼地，为沉积物所掩盖，周边为沉积物环绕。
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冰川还形成其他多种地貌。最重要的是外冲平原（outwash plain）。这是融化中的冰川前缘的一片和缓倾斜区。沿着宽广的冰川前缘发生的融化作用产生数千条小河，它们呈辫状从冰川中流出，留下由砂和砾石组成的层理清晰的冰川堆积物。外冲平原实质上是巨大的冲积扇，覆盖了广大的地区，并为土壤的生成提供了新的母质。美国中西部的大部分地区由于风对冰川堆积作用的影响而使土壤具有一些肥力（图3.35）。
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