第一节冰川
1.涌动的冰河-冰川概述
冰川是一条长年存在且以冰块组成的巨大河流，所以冰川又叫冰河。在终年冰封的高山或两极地区，多年的积雪在重力作用下被挤压成冰块，沿斜坡向下滑就形成了冰川。
冰川有侵蚀、搬运、堆积等作用，这些作用造成许多地形，从而使得经过冰川作用的地区形成多种多样的冰川地貌。此外，我们知道，冰川中所含的水量，是地球上继海洋之后，最大的天然冰库，其约占地球上除海水之外所有水量的97.8％，分别分布在地球上的七大洲内，整个世界已知存在的冰川多达7万～20万个，同时，从另一方面来讲，冰川是现知世界上最大的淡水资源。
极地和高山地区，由于气候极度严寒，积雪一般常年不化。当雪积聚在地面上后，如果温度降低到0℃以下，雪就会受到它本身的压力作用或者经再度结晶而形成雪粒（我们叫它粒雪），随着雪层的增加，粒雪将被埋到更深处，冰的结晶也会越变越粗。存在于粒雪颗粒间的空气体积不断减少，从而使粒雪的密度不断增加。这时，粒雪就变得更加密实，最终形成蓝色的冰川冰。冰川冰在形成之后，由于受其自身重力的作用而形成塑性体，通常情况下，塑性体斜坡缓慢运动或受冲层的压力而缓缓流动，从而使它自然而然地便形成了巨大的冰的河流，即冰川。
冰川是一个开放的系统，雪以堆积的方式进入冰川系统。雪经堆积变成冰，冰又在其本身重力作用下由堆积带向外流动，最后到达消融带时冰又以蒸发和溶融方式离开冰川系统。在这个系统中，堆积速度与消融速度之间的平衡决定了它的规模。
根据冰川不同阶段的特点，我们把冰川分为两部分，即上游部分和下游部分。通常上游部分称为冰川堆积带，下游部分称为冰川消融带。而这两个部分的分界线则就是我们常说的雪线。一般来讲，雪线之前为堆积带，雪线之后为消融带，在雪线处，雪的累积与消融处于平衡状态。
2.四海为家——冰川的分布
前面我们曾提到，冰川存在于地球七大洲，由此可见其范围分布相当广泛。
现代冰川在世界各地几乎都有分布。整个地球上的冰川，大约有2900多万平方千米，覆盖着11%的大陆面积。不过，尽管冰川冰的储水量虽然占地球总水量的2％，储藏着全球淡水量的3/4左右，但是可以直接利用的却很少。现代冰川面积的97％，冰量的99％几乎都为南极大陆和格陵兰两大冰盖所占有，特别是南极大陆冰盖面积达1398万平方千米(包括冰架)，最大冰厚度超过4000米，冰从冰盖中央向四周流动，最后流到海洋中崩解。
我国山岳冰川按成因分为大陆性冰川和海洋性冰川两大类。
总储量约51300亿立方米，大陆性冰川占冰川总面积的80%，海洋性冰川主要分布在念青唐古拉山东段。按山脉统计，昆仑山、喜马拉雅山、天山和念青唐古拉山的冰川面积都超过7000平方千米，4条山脉的冰川面积共计40300平方千米，约占全国冰川总面积的70%，其余30%的冰川面积分布于喀喇昆仑山、羌塘高原、帕米尔高原、唐古拉山、祁连山、冈底斯山、横断山及阿尔泰山。
3.固体降水-冰川的形成
看完前面的内容，也就不难理解冰川的形成过程了。作为水的一种存在形式，冰川是雪经过一系列变化转变而来的。可以说，固体降水是冰川形成的原材料。这里的固体降水只指雪、雾、雹等。
如果说没有这些固体降水，则冰川的形成也就无从谈起，真可谓是“巧妇难为无米之炊”了。
冰川大都存在于极寒之地。因此，地球的南北两极和不同纬度的高海拔山体，都是冰川赖以生存的地方。通常，在两极地区，由于常年气温在0℃以下，冰川可以发育在一片大陆上，我们称这样的冰川为大陆冰川。而在其他地区冰川只能发育在高山上，所以称这种冰川为山岳冰川。我们知道，海拔越高气温越低，在高山上，当海拔超过一定高度时，气温就会降到0℃以下，固态降水就能常年存在，冰川学家把这一海拔高度叫雪线。
山岳冰川能够发育，除了要求有一定的高度之外，还需要高山不要过于陡峭。太过陡峭的山峰无法让固体降水堆积，降落的雪就会顺坡而下，形不成积雪。
当雪花落到地上，随着外界条件和时间的变化，原来的雪花就会完全丧失晶体特征变成圆球状雪，我们叫它“粒雪”。积雪变成粒雪之后，随着时间的推移，粒雪的硬度和它们之间的紧密度也不断地增大，它们相互挤压，让孔隙不断缩小，到最后几近消失，这时雪层的亮度和透明度逐渐减弱，一些空气也被封闭在里面，这样冰川冰就形成了。最初的冰川冰是乳白色的，但经过漫长的岁月，它们会变得更加致密坚硬，当初被封闭在里面的气泡也逐渐减少，最后冰川冰就变成了晶莹透彻、带有蓝色的水晶一样的老冰川冰。
总的来说，冰川冰在自身的重力作用下，沿着山坡缓缓流下，在流动的过程中，又逐渐地凝固，最后就形成了冰川。
4.各具特色——冰川的分类
冰川一般是按照规模和形态分类的，我们可以将冰川分为大陆冰盖（简称冰盖）和山岳冰川（又称山地冰川或高山冰川）。大陆冰盖主要分布在南极和格陵兰岛，山岳冰川主要分布在地球的高中纬度地区的高山上。山岳冰川类型多样，主要有悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川、平顶冰川。
山岳冰川与大陆冰盖规模相差悬殊，大陆冰川的面积约占冰川总面积的97.7%。全世界冰川面积共有1500多万平方千米，而仅南极和格陵兰的大陆冰盖就占了1465万平方千米。
大陆冰盖像一个巨大的盖子，用漫无边际的冰流把高山、深谷都掩盖了起来，只有极少数高峰能在冰面上探出头来，让人们看到它的存在。辽阔的南极冰盖，在过去很长一段时间里对于人类来说是个谜，深厚的冰层如同一层神秘的面纱，遮住了南极大陆的庐山真面目。很多年过去之后，科学家们用地球物理勘探的方法发现，在茫茫南极冰盖下面隐藏着许多小湖泊，而且更令人们为之惊叹的是这些湖泊里竟还有着生命存在。
通常，我们按照物理性质（如温度状况等）来分类，冰川可分为：
①极地冰川，整个冰层全年温度都低于熔点；②亚极地冰川，除表面可以在夏季融化外，冰层大部分低于熔点；③温冰川，除表层冬季冰结外，整个冰层处于压力熔点。前两者又合称冷冰川，多分布在南极大陆和格陵兰岛。温冰川分布在欧洲的阿尔卑斯山、斯堪的纳维亚半岛、冰岛、阿拉斯加和新西兰等降水丰富的海洋性气候地区。
5.流动之谜-冰川的运动
冰川本来就是流动的冰，所以冰川的运动也就不难理解了。
据记载，在19世纪初，阿尔卑斯山上，有几个登山者不幸遇难，被突发的雪崩掩埋在冰川粒雪盆里。结果43年后，这几个不幸者的尸体竟然在冰舌前出现了，登山同伴中的幸存者很快便把尸体辨认出来。那么，为什么过了40多年后登山遇难者的尸体会从雪盆移到冰舌前呢？答案是冰川运动的结果。
更有意思的是，1827年，一名地质工作人员在阿尔卑斯山的老鹰冰川上建造了一座石砌的小屋，结果过了13年之后，他发现这座小屋向下游移动了1400多米。难道小屋长了脚，自己跑了？小屋是没有脚的，所以也不会自己走动。而事实上造成小屋移动的真正原因是小屋的地基随着冰川向下运动了，所以小屋也跟着跑了1400多米。
其实，冰川运动和水流有些相似，也是中间快，两边慢。如果横过冰川插上一排花杆，你会发现没过多久，中间的花杆跑到了很远的前方去了。原本呈直线排列的花杆变成向下游凸出的抛物线。
许多海洋性冰川上出现形态奇特的弧形连拱，就是由于冰川运动过程中，中间和两边速度不同而产生的。
在冰川的表面，人们常常会发现裂隙，有些裂隙甚至有几十米深。
裂隙的存在，说明冰川有脆性（脆性是指在外力的作用下仅产生很小的变形即断裂破坏的性质）。不过，经过多达数百年的调查观测，冰川上的裂隙很少有超过60米深的。多数裂隙在远远小于这个深度的地方就闭合了，这又说明冰川下部具有塑性。也就是说它可以“柔软”地适应各种外力作用而不致发生破裂。据此，可以把冰川分为两层，即我们把外面容易断裂的那层称之为“脆性带”，而其下部“柔软”的那层则称为“塑性带”。究其根本原因，冰川之所以能运动，都是因为其塑性带的存在。
6.巨大的影响——冰川作用
(1)侵蚀作用
冰川侵蚀力很强，冰川侵蚀作用通常表现为机械的侵蚀作用，其侵蚀方式可归结为以下几种：
首先，是拔蚀作用。拔蚀作用是指当冰床底部或冰斗后背的基岩，沿节理反复冻融而松动，若这些松动的岩石和冰川冻结在一起，则当冰川运动时就把岩块拔起带走。经冰川的拔蚀作用后其河谷坡度曲线就会变得崎岖不平，形成梯形的坡度剖面曲线。
其次，是磨蚀作用。磨蚀作用是指当冰川运动时，冻结在冰川或冰层底部的岩石碎片，因受上面冰川的压力，对冰川底床进行的削磨和刻蚀。通常，经过冰川的磨蚀作用后，基岩上就会形成带有擦痕的磨光面，磨光面上的擦痕或刻槽是冰川作用的良好证据，根据它的方向可以推断出冰川行进的方向。
再次，是冰楔作用。冰川的冰楔作用是指在岩石裂缝内所含的冰融水，经反复冻融作用，体积时涨时缩，而造成岩层破碎，成为碎块，或从两侧山坡坠落到冰川中向前移动。
因冰川的侵蚀作用而形成的地貌有冰斗、刃脊、角峰、冰哑、削断山嘴、U形谷、石洼地、峡湾、悬谷等。
冰斗一般形成于雪线附近，在平缓的山地或低洼处积雪最多，由于积雪的反复冻融，造成岩石的崩解。在重力和融雪水的共同作用下，将岩石侵蚀成半碗状或马蹄形的洼地，于是冰斗就形成了。
（2）搬运作用
冰川的侵蚀作用产生的大量松散岩屑和从山坡崩落的碎屑，进入冰川系统会随冰川一起运动，这些被搬运的岩屑称为冰碛物。一般来说，由于冰川运动而造成的冰碛物随着冰川移动的现象，我们把它称之为冰川的搬运作用。
（3）堆积作用
冰川携带的砂石，经常在沿途抛出，故在冰川消融以后，不同形式搬运的物质，堆积下来便形成了各种相应的冰碛物。而冰碛物，就是指直接由冰川沉积的物质，或由于冰水作用的沉积物，以及因为冰川作用而沉积在河流湖泊海洋中的物质。通常，我们把冰川在沿途携带的砂石抛出后而形成沉积物的作用称之为冰川的堆积作用。
7.冰期变迁-冰河时代
大约100万年前，世界大陆有32%的面积被冰川覆盖着，可以说，冰川是整个世界的主角。所以，人们把那个时代称之为冰河时代（又名冰川时期）。
在近100万年的第四纪大冰川时期，经历了几次冰川期，通常我们把冰期与冰期之间的气候较暖时期，称之为间冰期。正是由于冰期和间冰期的交替，导致了地球上冰川的扩展和退缩，并影响着整个地理环境，特别是生物界。
一般来说我们常讲的冰河时代，是指第四纪大冰川的时代（即也是离我们最近的冰河时代）。由于它在地貌及沉积物等方面遗留下许多痕迹，所以我们对它的了解也比较详细。不过，事实上在整个地球发展史上这样的大冰期发生过好多次，有时冰川的影响范围甚至扩大到目前赤道附近的北非、印度和澳洲。根据专家推测，在未来的地球上还有可能发生大冰川，只是距现在比较远而已。
距离现在最近的一次冰河时代结束于1万多年前。
这时期，冰川从两极起一直向赤道延伸，甚至像现在纽约这样的纬度地区，当时冰层也有1000米厚。在一段极度寒冷的岁月里，我们的祖先亲眼目睹了冰川的发生。
也许人们想象不到，在遥远的远古时期，在人类最古老的脊椎动物的祖先还不曾现身的时期，整个地球都被冻结成一个巨大的雪球，这是一次持续时间更长、更为寒冷，也更为壮观宏大的冰河时代（也是最早的冰河时代），也就是现在所说的瓦兰吉尔冰期。1992年，约瑟夫·Kirschvink曾给它起一个很形象的名字-雪球地球。这段历史是剑桥大学地质学家W·布赖恩哈兰德于20世纪60年代发现的。他在研究7亿年前的岩石时发现：这些岩石都和冰有过接触，一些岩石上面有冰川的划痕，这些岩石中有来自包括赤道附近及世界各地的，当时他感觉这是一件很奇怪的事情，尽管很难想象在赤道附近的海平面上还会出现冰的影子。之后不久，他通过研究很快得出结论：7.5亿年前至5.8亿年前，地球上曾有过大规模的冰川运动。
第二节冰山
1.航海克星——冰山
一提到冰山，我们可能马上就会想到电影《泰坦尼克号》。这是一场由冰山而引发的悲剧，给人们留下的印象是刻骨铭心的。
冰山一向被称为轮船的克星。在航海历史上，曾有无数的轮船因为撞上冰山而导致了船毁人亡的悲剧。被誉为“永不沉没”的泰坦尼克号初次航行，便在北大西洋撞上冰山，造成了1500人葬身海底，这是一起和平时期最严重的一次航海事故，也是迄今为止最为人们所知的一次海难。
现在，随着科学技术的发展，人类可以很大程度地避免此类事件的发生。但是，冰山带给人类的危害并不可能真正消失。