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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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在最近一次冰期结束以前的更新世（Pleistocene）的150万年期间，至少发生过三次大的冰进。还没有确凿的证据说明我们已经离开了冰进与冰退的循环期。关于地球上温度变化的因素将在第4章中讨论，但是在评估一次新冰进的可能性之前必须对这些因素加以考虑。在20世纪前半期，世界上冰川的融化快于冰川的形成。虽然有人担心温室效应（第4章将要讨论）正在使地球变暖，并将引起海平面上升，但当前的趋势还不清楚。
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专栏 3-4 多年冻土
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1577年，当马丁·费罗比歇（Martin Frobisher）爵士在为了寻找西北航道而前往新世界的第二次航行中报告，在最远的北部发现了“甚至夏季冻结深度仍达4—5⑥ ”，而且冻结状况为“把石块结合得紧密到使用工具花大气力也几乎不能将其分开”的土地。永冻土现在称为多年冻土，大概占据地球陆地表面的1/5（图［a］）。在北冰洋周围的陆地中，它的最大厚度大约是600米。
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在马丁·费罗比歇发现冻土后的大约300年中，几乎无人注意这种现象。直到19世纪和20世纪，在建造横贯西伯利亚的铁路、在阿拉斯加和育空（Yukon）由于发现黄金而修造建筑物，以及铺设连接现今阿拉斯加北部的普拉德霍湾（Prudhoe Bay）和南部的瓦尔迪兹（Valdez）的石油管道时期，人们才注意到多年冻土的独特性质。
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不加控制的建设活动导致多年冻土的融化，进而又造成了冻土容易发生土体运动和滑坡、土体沉陷，以及寒冻隆起的不稳定性（图［b］）。科学家发现，为了对冻土进行成功利用，需要尽可能少损毁冻土。阿拉斯加输油管架设在地表以上，以便迁徙的野生动物穿过，又可降低相对温暖的石油干扰冻土，进而毁坏输油管的可能性。必须尽可能保持地表的绝热程度，使垫状植被不致被清除。相反，还要在输油管下面的地表加铺粗砾石。
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（a）现代多年冻土区。（© NASA）
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（b）阿拉斯加铁路线受多年冻土融化的影响而发生挠曲。（© O. J. Ferrains / U.S. Geological Survey / L. A. Yehle photo）