那么究竟是什么原因触发了这种冷暖循环呢？大部分科学家认为，这起因于地球轨道形状的变化。人们在做了深入研究后，感到轨道效应虽是一个“最初一击”的力量，但由此引起的日照面变化，其对地球温度的影响甚微，仅0.4摄氏度，更为奇妙的是，为何冰期的时期是10万年左右？而对应的地球轨道变化中则10万年又是变化最小的一种周期。
现在科学家面临两个难题：按轨道效应，温度变化并不大，那么是通过什么放大机制，而使地球变得严寒到冰川铺地？又是什么原因，使得地球对10万年周期如此敏感？
科学家的研究从地面开始，进而转向天上，现在再一次回到地面，重新研究冰层，它是过去长期覆盖1／4大陆面积的冰期的标志。他们设想：当地球轨道发生变化，我们这颗行星上的敏感区域，首先受到日照面变化的影响。具体地说，在夏季，若加拿大北部日照减弱，那么其冬季留下的积雪将终年不化，如此般地年复一年，这个区域本来冬积夏融的冰层，现在就一年一年地扩大，最终可向南伸展直至美国纽约。这一大规模的冰川，显然成了寒冷的放大器。原先日照面变小仅限于加拿大北部，相应地变冷的地方也仅限于那一区域，可是随着冰川日益扩大，它在更大面积上反射日光，这就大大降低气温，因而十分显著地加剧了轨道效应。
大面积的厚冰层也可解释10万年周期。因为冰层变厚，它下面的大地被压得慢慢下沉，甚至在今天，我们还可以见到一个反证，如斯堪的那维亚半岛和其他一度埋于厚冰之下的区域，它们今天因释去了冰层的重负，而在缓慢地升起。由于地壳对冰的压力反应很慢，在时间上，它是一个几万年数量级的过程，一些专家提出，地质学上的惰性时间，可能将气候变化时间调节到10万年的周期上。
尽管用冰层和其他物理机制来解释冰期的过程相当成功，但最近从伏斯托克冰芯的研究揭示出，化学物质和生命物质的变化，也是这种大气候循环的重要媒剂。
科学家们发现：在大气成分变化中，二氧化碳并不是唯一的参与者，其他物质，如甲烷和硫酸盐粒子也参与，它们的密度水平与温度密切相关。在冰期中，甲烷降低而硫酸盐粒子处于峰值，从冰芯中可看到，这些尘粒在南极洲有较多积累。在众多而复杂的因素中，理清这些物质跟温度的关系后，其原因几乎不解而自明，因为它们皆属温室气体的成分，有助于加热大气，而硫酸盐粒子则相反，它具有促进云层生成的作用，进而助长云层对日光的反射，而使大气冷却。
大气中这些化学成分的变化，代表了冰期世界有关状态的信息。理论家和电脑专家合作，利用这些数据，他们在电脑上做模拟试验，十分逼真地重现了这种大气候系统的周期变化。令人感兴趣的是：大气与温度的变化，似乎默契合作，配合得十分巧妙。例如：冰间期开始时，气温即上升，温室气体的密度也增加。它们之间的关系是如此“亲密”，以致科学家碰上了一个“鸡和蛋”的问题，很难搞清谁先谁后。这一过程好像是这样的：随着日照面的变化，引起了大气成分的变化，继而全球温度发生变化，反过来看，仅最初的温度变化对大气有影响，继而大气作为一种温度放大器，发挥其作用。
科学家们相信，化学物质的变化，具有很大的意义。其中二氧化碳的变化似乎更关键，这使得人们立即想到海洋，因为大气中二氧化碳的含量仅及海洋的1／50。他们的研究也的确看到，海洋中二氧化碳的含量，与冰期中二氧化碳（密度）的起伏跟得很紧。既然海洋参与这一大气候系统，那么海洋中的生物也不甘落后。许多电脑模拟，说明了海洋生物的光合作用如何影响了气候。且在冰期开始时，海平面和海洋流都有变化，浮游生物可能大量繁殖。它们的光合作用，使得大气中的二氧化碳含量减少，从而促进了全球趋向寒冷，不仅如此，它们还有可能产生硫化物，这些分子一旦进入大气，即形成硫酸粒子，促进云层的扩大而反射更多的日光。
科学界还不能说已彻底搞清冰期循环之谜，但基本上已搞清其轮廓，传统的地球轨道效应仅是因素之一，现在可看到，它的成因要复杂得多，既有天文的，也有地质和物理的，最后生物学因素也来凑热闹。
地球上最大的冰架之谜
这座世界最大的冰架，面积约52万平方公里，相当于一个法国，四周冰壁陡峭，险峻非凡。1841年1月5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。4天后，他们驶出浮冰区，一心希望前面的航道畅通无阻，不料1月11日，迎面遇见一堵硕大无比的冰壁挡住去路。
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！”1831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800公里，南北最宽约970公里，冰架靠海边缘高60米，接近陆地的边缘，最厚达750米。冰架宛如一个巨大的浮筏，在港湾漂浮，以每天1.5～3米的速度向海洋伸展，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31000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，南极地区一直未被探索。
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（1512—1595）绘制的地图上，在南极附近画了一块大陆。不过，1578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。
200年后，库克船长花了3年时间（1772—1775）寻找这块大陆，越过南纬70°，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。
19世纪初，这一地区日益受到海豹捕猎者重视。1820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。19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3500米，它是世界海拔最高的大陆，一半地区高达2000米，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50厘米，沿海为500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。
火山口上的冰川之谜
冰岛的巨大冰原受到下面一座狂烈的火山燃烧影响，以令人悸动的脉搏跳动着。
在冰岛的巨大冰原瓦特那冰川上，冰块之多几乎相当于整个欧洲其他冰川的总和；它覆盖的面积差不多等于威尔士或美国新泽西州的一半。其平滑的冠部更伸展出许多条巨大的冰舌。
冰雪从荒漠中升起，穿过山区，形成一大片白色平原，厚逾800米，以致寸草不生。但这片冰封的荒地，正依着时缓时急的火山脉搏不断扩展、收缩和搏动。
瓦特那冰川永不静止的特性，是冰岛的典型风光。冰岛的面积差不多跟英国一样大，但人口却不比一个中型市镇多，主要散居岛上狭长的海岸边；从地质学来说，冰岛是新近形成的，形成的过程还在进行中。它屹立在6400米厚的玄武岩上。过去2000万年以来，由于大陆漂移，使欧洲及北美洲慢慢背向移动，造成中大西洋海岭上一度深刻裂缝，玄武岩便是从这个“热点”涌出来的。
在上次冰河时期的200万年间，冰岛上的火山表层厚逾1600米的冰川凿开；冰期在约一万年前才告结束。冰岛的心脏地带满布火山、火山口及熔岩；1／10的土地被熔岩覆盖着，那是由200个火山爆发时所喷出来的。
当年维京人到达冰岛时（传统认为是在公元874年），土地是适宜种植农作物的。但大约从14世纪开始，冰岛的气候变得严峻，冰川侵进，海上的冰块激增。虽然到了19世纪后期气候好转，但仍有1／10的土地被冰所覆盖，使种植农作物受到限制。
冰川大约以每年800米的速率流转入较温暖的山谷中；当它在崎岖的岩床上滚动时裂开而成冰隙。冰块抵达低地时逐渐融化消失，留下由山上刮削下来的岩石和沙砾。
冰岛有一种说法：“冰川带走了什么，就归还什么。”1927年，有一个邮差帕尔斯逊在横渡布雷达梅尔克冰川上一座雪桥时，连同4匹马一起坠进冰隙里。7个月后，所有尸体露出冰面，显然是冰川上冰块的环型活动把上层的冰块卷到下面，又把下层的翻卷上去，于是尸体就给送回顶层。
猛烈的火山爆发构成了冰岛今昔的一部分。1873年，出现了近代地球上最大型的熔岩流。在火山爆发期间，位于瓦特那冰川西南边缘的拉基山，整个山岭差点裂开：绵延24公里，为数100个火山口爆开，熔岩喷射到逾520平方公里的土地上。熔岩流持续了3个月，期间整个岛屿被一层蓝色的薄雾笼罩，薄雾污染了草木，导致3／4的牲畜死亡，令接近10000人死于饥饿。
海尔加火山位于韦斯特曼纳埃亚尔（西部群鸟）15个岛屿之一的赫马岛上，一向被视为死火山，却于1973年1月23日清晨的数小时内，从约5000千年的沉睡中苏醒过来。邻近市镇边缘的地面断裂，形成长达1600米、犹如帐幔般的火焰。幸好当地的渔船队伍因风暴侵袭，早已停泊在海港内；到了中午时分，岛上5000名居民已被送往安全之地。
熔岩慢慢流至市镇的外围，推倒及烧毁了不少房屋，纵使进行过大规模的喷射海水工程，替不断涌至的熔岩降温，但到了4月，市镇东部早已被熔岩和火山灰淹没。数星期后，火山静止下来，并未彻底摧毁整个地方，反而延长了赫马岛东岸，包括形成了海港入口处的一堵全新护墙。
火山喷发的火焰与冰川移动的冰块构成瓦特那冰川变幻莫测的气氛。乘搭飞机鸟瞰冰冠，偶尔可看见蔚为奇观的景象：有一个湛蓝的湖直径3公里，湖水是由冰冠底下隆隆作响的格里姆火山融化冰块而来的；湖泊经常被冰覆盖，湖水藏在冰块下，仍然保持融化的状态。
在湖的一边，冰块有如硕大的塞子，阻碍洪水冲下山谷。然而，每年湖水升高约12米；每5～10年，湖水凝聚了足够的力量，便在冰坝下面突围而出，形成了所谓“冰川溃决”的洪流。当洪流涌至低处的平原，同时把火山泥扩散后，湖的水位便会下降多达215米。
格里姆火山是拉基断层西南的延续，属于地热活动的一部分，活动所发出的热能足以为大城市提供家居所需的暖气及电力。1983年5月29日地震仪探察到摇动整座冰川的无数次震动。据一名飞行员报告，火山越过厚厚的冰冠及水分爆发，在冰川的上空形成接近8公里的云层并融穿冰块，形成了一个火山口里面填满雪泥及浮冰。数天后，火山熄灭，冰雪又再覆盖大地。
在瓦特那冰川的南端流出冰川，斯凯达拉尔冰川溶解成一条小河，流经满布沙砾的荒地。冰川的另一端有一个融水湖，湖水的水位涨高，令冰川脱离它的底层，造成冰川崩溃，令河水有机可乘，从冰川底下一涌而出，挟带着碎石，把平原冲刷一新。布雷达梅尔克冰川位于瓦特那冰川的东面，那里有蜿蜒曲折的条状岩石，还有从高地山谷冲刮下来的泥土。冰川的末端是个泻湖。偶尔，巨大而坚硬的厚冰块从冰川分裂出来，发出水花四溅的巨响，形成了一座座冰川漂浮在泻湖上。
在这两条冰川之间有一个小冰冠，名为厄赖法冰川，覆盖着一座同名火山。厄赖法冰川火山的高度于欧洲排名第三，曾在14及18世纪时先后发生过两次毁灭性的爆发。现在游客沿着海岸的公路可到达一度与世隔绝的绿洲，这个绿洲安躺在厄赖法冰川的背风处。
斯卡夫塔费尔这个地区曾在冰川崩溃的毁灭性威力下幸免于难。很久以前，这里曾是一片肥沃的耕地，但现在已改为国家公园，到处是青葱的山丘、桦树、山梨及柳树，构成多姿多彩的景色。
在另一边，一道高达25米的斯瓦蒂福斯瀑布从两层火山玄武岩柱上飞泻而下，岩柱垂直地屹立着，活像风琴管。有一道沟壑通向绝佳的观景点，在夏天，游客可以于此眺望那片广阔无垠、变幻无常的风景。
初雪的阳光和风霜替冰川刻画了万千纹理，令它面目一新。在晨曦和夕阳下，冰冠犹如沐浴在火焰之中：不停移动的冰块深层里，融水形成了透明如镜的洞穴，日光渗入冰洞，幻化成不同层次的蓝色。
上百条冰川河夹杂着由高地冲下来的污秽火山泥石，从冰川鼻破裂的冰层下冲涌出来，激流的翻滚声或冰块坠落的隆隆声随时可闻。