地球上第二大冰冠在格陵兰，占地七十万八千平方英里。巨大的冰山从险峻的格陵兰高原崩裂下来，滑入汪洋，漂流数百英里之外。一九一二年四月十四日晚上，这样的一座冰山漂在大西洋上，竟然把号称“不沉之船”的英国豪华客轮“泰坦尼克”号撞沉。
地球上其余的冰川在北美洲、南美洲、欧洲、亚洲、非洲和新西兰。这冰川虽也可观。但比起格陵兰和南极洲的却小得多。总括起来，地球的地面目前约有百分之十为冰川所掩盖。
现代的冰川研究起源于瑞士科学家亚加齐的好奇心。一百年前，他着手测量阿尔卑斯山高处冰川移动的实况。今天，大批冰川学家在探测各地的冰川，研究冰川进退的原因、冰川流动的构因、新冰期发生的可能性和时机，以及其他有关的问题。
南极洲是进行冰川研究的主要地方。来自十余国的科学家利用大批新仪器和新技术，集中在那里从事广泛的测量调查。一九六九年，一队科学家和工程师在南极西部拜尔德站钻探冰原，钻到七千多英尺深处。他们用特别设计的旋转式钻机，取出一条连续不断的冰岩石，直径四英寸，可以清楚看到极地简史，从而窥见地球的过去，实在令人兴奋。
举例来说，把二万五千至十万年前结在冰里的氧加以分析，可研究当时地球大气的成分。在一万至一万四千年前的坚冰里，发现几层火山，大概是古代一场大灾变后沉落的。约八百五十英尺深处，发现耶稣在世时期所降的雪结成的冰；在最上面的冰层里，又认出染有我们原子时代放射尘的冰。钻探人员在七千一百英尺深的冰孔下面发现水，表示压力作用加上地球本身的热力使冰融解。
科学家为什么对南极洲的冰川发生如此浓厚的兴趣呢?主持钻探工作的美国国家科学基金会说：“南极洲冰冠对世界气候有极大的影响。这个大淡水库若有任何重大变化，就会引起海面、雨量、河流和湖面的变动，因而影响人类的生存环境。”
美国地理学会的著名冰川学家费尔特说：“南极洲占有世界冰量约百分之九十，事实上是一个超级的冷冻系统。假如南极冰川全部融解，目前各海洋的水面就可能升高二百英尺，足以淹浸沿海地区和世界各大港口城市。”
上次冰期是怎样形成的?科学家的意见并不一致。他们确实知道，几百万年前，地球开始转冷。四个巨大的冰原相继侵袭北半球。在欧洲，斯堪底纳维亚半岛积冰高逾八千英尺。冰原向南推进，掩盖了英格兰北部和德国，还向东推进，几乎到达莫斯科。在北美洲，积冰到处伸展，一直到把过半大陆掩盖了才停止。冰原厚一英尺，南边远达俄亥俄和密苏里河谷。上次冰期的冰约在一万三千年前开始迅速消退。融解后的水使各海洋的水面上升四百英尺上下，达到目前的水平。
科学家对这次气候极端变化的成因，有几个假设，大家争论得很激烈。根据“太阳辐射”说，太阳辐射放出的能量有所改变，地球上的气候也随之改变。因此，在太阳辐射强度减弱的时期，地球就可能变冷，冷得足以引起一次冰期。
第二个学说也跟辐射有密切关系。这个学说认为地球大气成分中许多原因不明的变化，例如雪层增厚，可能挡住一部分太阳辐射，地球的气温因而降低。空气污染和火山尘也会产生相似的效果。此外在地球与太阳之间的太空凝聚的陨星碎石或其他物质，都可能产生同样影响。不管是什么原因，整个问题极为复杂，可变的因素太多，连电脑也无法处理。人类还需要一段极长的时间才能查明真相。
我们目前的处境怎样?地球上的冰川是否会大量融解，以致海面上升，把沿海各大城市淹没?地球是不是逐渐变冷，正在进入另一次冰期呢?
美国极地研究所创办人高斯威说：“我们可能正处于一个间冰期的中间或进入其末期，这个间冰期要持续成千上万年。一两百万年来，地球上冰期与间冰期交替出现，我们可以预料这种情形会继续下去。可是大家不必担心，冰期不会很快就来。”
地球上最大的冰架之谜
这座世界最大的冰架，面积约五十二万平方公里，相当于一个法国，四周冰壁陡峭，险峻非凡。一八四一年一月五日，一支英国海军探险队乘坐两艘特别加固的三桅木船，穿过通往南极洲的太平洋浮冰区，企图确定地球南磁极的位置。四天后，他们驶出浮冰区，一心希望前面的航道畅通无阻，不料一月十一日，迎面遇见一堵硕大无朋的冰壁挡住去路。
探险队长罗斯爵士惊呼道：“要穿越这道冰壁犹如穿越多佛悬崖，绝无可能!”一八三一年，罗斯曾找到北磁极位置。之后两年，他一直寻找通往南磁极的航道，却徒劳无功。现在，这座挡住他去路的南极巨大冰架，就以他的姓氏命名。
罗斯冰架填满南极一个巨大海湾，其面积与法国相近，位于爱德华七世半岛与罗斯岛之间，东西长约八百公里，南北最宽约九百七十公里，冰架靠海边缘高六十公尺，接近陆地的边缘，最厚达七百五十公尺。冰架宛如一个巨大的浮筏，在港湾漂浮，以每天一点五至三公尺的速度向海洋伸展，几条大冰川从遥远山脉流来，在冰架后部施压，增加其体积；冰架下极冷的海水，则不断冻结，增加其厚度。冰架靠近陆地处形成的裂隙，宽达几公里，待裂隙伸展割裂巨大冰块时，就形成巨大的冰山。已发现的最大冰山面积为三万一千平方公里。
古希腊人曾断言南半球一定有一块大陆，以平衡北半球的欧亚大陆，但长期以来，南极地区一直未被控索。
古希腊人的这种观点反映在早期的地图上，荷兰著名地图绘制家麦卡托（一五一二至一五九五年）绘制地图上，在南极附近画了一块大陆。不过，一五七八年德雷克爵士航海时被风暴吹到遥远的南方，并未发现任何陆地迹象。
二百年后，库克船长花了三年时间（一七七二至一七七五年）寻找这块大陆，越过南纬七十度，还未找到踪影。但他仍确信南极附近有块大陆，它是流入南极海洋的冰川之源。
十九世纪初，这一地区日益受到海豹捕猎者重视。一八二○年，一艘英国皇家测量船发现了南极半岛，次年就有猎人来此。十九世纪末，捕鲸业取代了捕海豹业。这一地区的科学探察和捕鲸活动迅速开展起来，但布满浮冰的海洋仍是通往南极的一大障碍。
南极洲覆盖的冰原，厚度达三千五百公尺，它是世界海拔最高的大陆，一半地区高达二千公尺，有许多活火山，最大的是罗斯岛上的埃伯斯火山。南极还是世界上最干旱的大陆，比撒哈拉沙漠还要干燥。内陆年降雪量只有五十厘米，沿海为五百厘米。
南极是世界最冷的地方，可冷到使泼出去的沸水立刻结冰。
尽管冰架是南极的屏障，但探险家还是登上了南极大陆，并在那里设立了科学考察站。科学家在那里发现了许多动植物化石，证明南极洲一度是冈瓦纳古陆的一部分，他们还证实地球臭氧层的确出现了空洞。
大自然侵蚀的威力有多骇人
罗马诗人留克利希阿斯说：“滴水不停，无石不损。”他的见解直到今天仍然正确，科学家进一步发现，水的侵蚀力只是几种经常侵蚀大地的力量之一。江河溪涧虽有冲走松土的力量，可是，如果带尖锐棱角的岩石粒不是因风化及分解作用先行松脱，流水的磨蚀作用便不能那样迅速。
风化作用主要须看气候条件而定，特别是气温和雨量。气温反复升降，例如沙漠中的夜间较白天凉爽，使岩石反复膨胀及收缩——这种胀缩力可使岩石崩裂。除此之外，渗入岩石缝孔里的水，结冰时便膨胀起来，好像楔子一样，把岩石劈开，把锯齿状的岩石边缘弄成圆钝，还把大块岩石分裂成碎块。植物的根也伸进岩石缝里，在生长时产生另一种逼迫力。悬崖或山腹的岩石，在磨蚀、冷热变化及植物生长等因素侵袭下，变得脆弱了。无可抗拒的地心引力使岩屑碎石掉下来，落在山麓，形成一个个岩屑堆。这个过程中产生的岩屑碎石，在积雪融解及下雨时，被冲入江河溪涧。这些侵蚀后产生的物质，发挥另一种作用，成为流动的研磨剂。摩擦作用能使峡谷扩大，也能使坚硬岩石上的河床加深。
水除冲蚀陆地外，也是岩石起化学分解作用的主要因素。雨水离开云层时甚为纯净，降落时溶解了空气中的二氧化碳，着地时还把泥土中的盐粒和其他固体物质冲出来。雨水在地面上流动时，又溶解一些其他化学物质，腐蚀能力因而更强。水中含酸性或碱性的强度，随土壤的化学成分而不同。但即使略带酸性的水，也能溶解大理石和由石灰石、氧化铁或其他溶于酸的矿物结成的任何岩石。酸性的水侵袭岩石时，先腐蚀岩石面，然后穿过岩石微孔及岩层间的缝隙——或穿过断层造成的裂缝，渗入岩石，时间久了就会蚀成大洞。
壮观的古怪岩石是“化学风化”及侵蚀作用的杰作。例如，北美洲西南部沙漠中发现的拱门，就是砂岩的残余。砂岩的胶结物已受化学作用风化了，岩石里的沙粒脱落，被风和水带走。在干燥地区，风是强大的侵蚀力量。尘暴来临时，风带走松散的泥土，挟着有磨蚀力的沙粒，当然无不披靡，这叫作“吹沙磨蚀”作用。但是风吹起的沙粒，通常仅离地面数米，因而风蚀的岩石，与被其他力量侵蚀的岩石，大致不难辨别。受吹沙侵蚀袭击的岩石，上部通常比底部大，而且磨损较大。
风、水、冰这三种侵蚀作用，只说出地球不断改变情况的一半。从山巅或者峡谷磨损出来的物质，必定在别的地方沉积起来，或成为大河河口的泥沙，或成为大陆架上的沉积物，也有的成为探谷里的砂砾、沿海平原上的淤泥、沙漠中的大沙丘等等。亘古以来，地球深处的隆起力量造成新的高地区，侵蚀力量立即开始活动，又把它削平——一种自生自灭的作用就这样循环不息。
破译地震之谜
十八世纪期间整个欧洲都对地震深具戒心。所以，一阵轻微地震就使人们惴惴不安，预言家正好利用过去发生的大地震妄做预测。一七五○年四月，伦敦有人提出可怕的警告，说将会发生像世界末日来临似的大地震，因此引起一次大恐慌，成千上万的市民离城避难。可是，预言的大灾难并未出现。
后来那个世纪的大天灾发生了。日期是一七五五年十一月一日星期六，地点在葡萄牙里斯本。那天是万圣节，大半居民都挤在大小教堂里。上午九时三十分，传来隆隆响声，建筑物也动摇起来。
第二次震动袭来，整整两分钟不停。在那种毁屋夺命的隆隆巨响中，屋顶、墙壁、教堂、住宅和商店都震坍了。第三次震动接踵而至。随后灰尘笼罩全城有如浓雾一般，使人透不过气来。
白昼变成黑夜，大火四起。余震一再袭击这座灾城。大理石筑成的教堂摇摇摆摆，像海上的船。太加斯河巨浪滔天，河水涌入城市三次。
除葡萄牙整个西南角和西班牙部分地区外，北非也发生剧烈震动，生命损失很严重。地震波的反射，激起欧洲各地海岸浪潮澎湃，影响所及远达西印度群岛。
里斯本有些宏伟建筑在地震时未致倒塌，可惜在随后的大火中化为焦土。大火烧了七天，城内较低地区全遭烧毁。里斯本的珍藏大半毁于大火中，包括缀锦画、藏画、织物、油画、家具等。一项报道列举洛里卡尔侯爵府的损失：二百幅名画，包括谛善、葛雷基欧、鲁本斯等人的作品；一万八千册书籍；一千卷珍贵手抄本。此外还有无价的档案、地图、图表等，其中一些与葡萄牙在新大陆开拓殖民地有关。
在皇家医院内，数百名病人葬身火海。一座教堂内有六百人丧生，另两座教堂内分别有四百人和三百人死亡。全部遇难人数可能超过六万。轻微的地震延续几个月。西班牙一位外交官问来自里斯本的使节：“难道贵国的土地永远不会静下来吗?”
里斯本大地震是最早存有精确记载的大地震之一。长久以来，博学之士一直想解释为什么有这种骇人大祸。奠立科学思想方法的古希腊哲学家亚里士多德认为，地震是困在地球内部的风所造成的。他说：“我们必须假定，风在地球内部的作用，与风力在我们体内所造成的颤动与悸动类似。因此有的地震属于颤动，有的属于悸动。”这是一种论说的起源，此后流传了许多世纪，还有一段长时期公认是科学真理。
文艺复兴期间，一般看法认为是困在地球下面的空气“还有疫症”。地球破裂的时候，就会释出带疫症的空气，引起霍乱和在灾区猖獗的其他可怕瘟疫。莎士比亚把这项观念写进，《亨利四世》（上篇）里说：
大自然有病就常发出
奇异的灾象：
大地肚皮膨胀，
是围在肚子里的风
使它苦恼和腹痛……
多亏像马利特等人的学说，科学思想才进入启蒙时代。马利特是英国一位土木工程师及科学研究者，在一八四六年发表第一篇地震概论。他认为悬崖断裂及大地面貌变更，只有遇到“一种弹性压缩波，或一连串此种波，以平行或交叉方式，通过受扰地区的地面和固体物质”时才会发生。
地震波通过地壳是一种新观念。马利特相信，地震主要源自火山活动，还认为例如过热蒸汽或熔岩冒出裂缝所造成的某些地下爆炸，会使地球剧烈震动。他指出地震时常发生于火山区，以支持这个论点。
马利特曾估计，在整个地球上，过去四千年内至少有一千三百万人死于地震。这个数目不能说是过高的，因为地壳一直在移动中。
震动的发生可能非常简单：地壳某一断层上岩石堆的张力突然松弛。断层上的岩石急速移入新位置时，便引起地震冲击波，在地球的坚固外层传送极远。地震似乎多半源于四十英里深处，但有些震源则深达四百五十英里。不管震源多深，地震学家常称由震源垂直投影到地面的点为震央。震央地点是根据几个地震报告站的记录，用三角测量法推定。
震央周围不一定是受灾严重的地区。地震波袭击的远处地壳断层，如果比震央周围的断层易受影响，那么损害可能会更为严重。
想充分了解地震及其破坏力，必须知道震源和岩石在震央滑动时所发生的威力。多年之前，美国地震学家李克特制订一种强度表，就能用仪器测出的最轻微地震强度列为最接近零级的一级；人类能感觉到的轻微地震，强度至少在约为三级。理论上来说，最强烈的地震没有最高极限。地震在李克特强度表上的级数，是把各报告站录得的资料综合起来求出的平均数。
到目前为止，依据李克特地震强度表定出的最大地震，强度为八点九级，这可能是地震的最高强度。如果发生十级地震，全世界马上都会知道。地震强度分级法虽然在五十年前才开始采用，但是本世纪初已有各种可靠的测量仪，使我们在定出地震强度表之前也能估计地震强度。只有过两次地震达到最高的八点九级。一次是一九○六年一月三十一日的哥伦比亚一厄瓜多尔地震，一次是一九三三年三月二日的日本三陆冲大地震。