Der Berner, Solothurner und Aargauer Faltenjura sowie der ganze Tafeljura blieben damals eisfrei. Die Landschaft in diesen Gebieten war letztmals von der sogenannten »Grössten Eiszeit« vor mehr als 450 000 Jahren glazial überprägt worden und wird seither nur noch durch fluviatile Prozesse modelliert. 

Wenn wir uns ins Maximum der letzten Eiszeit zurückversetzen, werden wir die uns vertraute Landschaft kaum wiedererkennen: Die vorstossenden Gletscher füllen die bereits seit den früheren Eiszeiten existierenden grossen Täler und kerben sie weiter aus. Sie überfahren die dazwischen liegenden Hügelketten und schleifen sie ab. Sie schieben grosse Schuttmassen vor sich her und häufen diese zu Moränenwällen auf. Kalte Winde wehen feinen Staub von den Eisflächen weg und bringen ihn auf den eisfreien Plateaus der Nord- und Nordwestschweiz in Form von Löss wieder zur ­Ablagerung. In den eisfreien Gebieten, d. h. im Jura, zwischen den Gletscherzungen und im Gletschervorfeld, wächst, dem eisigen Klima entsprechend, höchstens eine kärgliche Tundrenvegetation mit Moosen, Gräsern und Sträuchern.  

Die durchschnittlichen mittleren Jahrestemperaturen in diesem unwirtlichen Umfeld sind rund vierzehn bis fünfzehn Grad tiefer als in der Ge­genwart (heute im Mittelland ca. zehn Grad).[33] Die Firngrenze oder Gleichgewichtslinie, d. h. die Linie, oberhalb derer Eis neu gebildet wird (Gletscher-Nährgebiet) und unterhalb derer Eis schmilzt (Gletscher-Zehr­gebiet), liegt nördlich der Alpen auf etwa 1200 Metern ü. M. (heute auf etwa 3000 Metern ü. M.). 

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Abb. 1 : Gletscherstand auf dem Gebiet der heutigen Schweiz beim Maximum der letzten Eiszeit. Vor etwa 22 000 bis 21 000 Jahren präsentierten sich die Alpen als Eismeer, aus dem nur die höchsten Bergkämme herausragten.

Etwa ab 21 000 vor heute begann sich das Klima zu erwärmen. Die Erwärmung erfolgte allerdings nicht linear, sondern in Etappen und war immer wieder unterbrochen von Kälteperioden. Dank der Analyse von Sauerstoffisotopen in Eisbohrkernen aus den Gletschern von Grönland und der ­Antarktis weiss die moderne Forschung über den Klimaverlauf der letzten Jahrtausende recht gut Bescheid. 

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Abb. 2: Klimaerwärmung am Ende der letzten Eiszeit und das Klima in der heutigen Warmzeit. Die Erwärmung erfolgte nicht linear, sondern wurde mehrmals von ­Kälteperioden unterbrochen.

Aber auch die holozäne Warmzeit ist nicht vor Klimaschwankungen gefeit: Auf einen Kälteeinbruch um 8200, das 8.2k-Ereignis, folgt das holozäne Klimaoptimum, das sogenannte Atlantikum, zwischen 8000 und 5000 vor heute. Seither wechseln sich, mit mehr oder weniger regelmässiger Periodizität, kältere und wärmere Zeitabschnitte ab. Die Warmphasen tragen geschichtsträchtige Namen wie »Minoisches Optimum« vor 3500 Jahren, »Römisches Optimum« vor 2000 Jahren oder »Mittelalterliches Optimum« vor tausend Jahren, und dazwischen liegen Kälteperioden, wie zum Beispiel die »Kleine Eiszeit« von 1400 bis 1850 n. Chr.

Entsprechend der schrittweisen Erwärmung gemäss Abbildung 2 vollzog sich der Eisabbau in Zyklen, d. h., die Gletscherzungen machten auf ihrem Rückzug immer wieder Halt und stiessen zeitweise sogar wieder kurz vor. Bei jedem Halt entstanden in den Tälern des Mittellandes landschaftsprägende Staffeln von talquerenden Wallmoränen. Diese Rückzugsstadien tragen spezielle Namen: Im Zürichsee- und Limmattal sind es das Killwangen-, Schlieren-, Zürich- und Hurdenstadium, im Rheintal heissen sie Stadium von Schaffhausen, Diessenhofen, Stein am Rhein und Konstanz und im Reusstal Mellingen-, Stetten-, Bremgarten- und Gisikon­stadium.[35]  

Die Moränen der Rückzugsstadien der grossen Gletscher bewirkten in allen Tälern des Mittellandes eine Gliederung und eine geomorphologische Bereicherung des Landschaftsbildes. Bei jedem Gletscherhalt entstand eine Modelllandschaft glazialer Formen, eine sogenannte »glaziale Serie«,[36] bestehend aus einem Moränenkranz, einem Gletschervorfeld, wo Schotter abgelagert wurde, und einem Zungenbecken, in dem sich beim weiteren Eisabbau Permafrost in all seinen Erscheinungsformen entwickeln oder in dem ein See entstehen konnte.

Dort wo die Talflanken eisfrei wurden, zeugen heute lang gezogene, wallförmige Seitenmoränen vom ehemaligen Stand des Gletschers und von seinem schrittweisen Rückzug. Landschaften mit eindrücklichen Seitenmoränen finden wir zum Beispiel im Thurtal von Weiningen bis Andelfingen, im Zürichseetal, im luzernischen und aargauischen Reusstal und im Aaretal. 

Die Prozesse während des letzten Gletscherrückzugs in der Zeit von rund 21 000 Jahren bis rund 11 000 Jahren vor heute waren für die Entstehung der gegenwärtigen Landschaftsformen von entscheidender Bedeutung. Etwa vor 16 500 Jahren hatten sich die Gletscherzungen endgültig in die Alpentäler zurückgezogen, womit die Gestaltung der Landschaft im Mittelland weitgehend abgeschlossen war. Im Alpenraum hingegen wirkten aktive glaziale Prozesse noch bis ans Ende der Jüngeren Dryas vor etwa 11 700 Jahren. Damals erreichte etwa der Morteratschgletscher noch einmal Pontresina,[37] und der Rhonegletscher reichte weit ins Goms hinab. Anschliessend zogen sich die Gletscher etwa in ihre heutigen Positionen zurück und oszillieren seither, entsprechend den Klimaschwankungen des Holozäns, um einige Kilometer, ohne indessen noch grosse morphologische Veränderungen zu bewirken.  

Im Folgenden werden die geologischen Prozesse beschrieben, die während der vergangenen Eiszeiten und im Laufe der heutigen Warmzeit auf die Landschaft eingewirkt haben und noch einwirken.

Es gibt jedoch auch Fälle, wo ein Gletscher Unebenheiten in der Unterlage nicht erodiert, sondern überfährt und rund schleift. Dabei entstehen Rundhöcker, vom Gletscher geschliffene Felsbuckel mit einer sanft ansteigenden Flanke gegen die Fliessrichtung und einer scharf abfallenden Kante mit der Fliessrichtung. In seinem Nährgebiet, wo sich Schnee zu Firn verfestigt, kann der Gletscher eine kesselförmige Nische aus dem Untergrund auskerben, ein sogenanntes Gletscherkar. Oft bleibt nach dem Eisabbau in solchen Karen ein kleiner See bestehen.  

Durch Gletschererosion entstehen u-förmige Täler. Beispiele unter vielen sind das Lauterbrunnental oder das Linthtal im Kanton Glarus. Demgegenüber wirkt fluviatile Erosion linear auf dem Talweg des Flusses und schafft v-förmig eingeschnittene Täler. Am Julierpass oberhalb Silvaplana überlagern sich das eiszeitliche, vom Gletscher geformte U-Tal und das nacheiszeitliche, von der Ova dal Vallun eingefressene V-Tal. 

Flusserosion kann nur wirken, wenn ein durchgehendes, genügend steiles Gefälle herrscht und das Fliessgewässer eine gewisse Menge Geschiebe führt. Die aus dem Zürichsee abfliessende Limmat von Zürich bis Stilli zum Beispiel führt geschiebefreies Wasser bei kleinem Gefälle und erodiert praktisch nicht. Kräftige Erosion leisten hingegen die Wildbäche in den Voralpen und im Mittelland, zum Beispiel die Emme und die Sihl, sowie generell alle Fliessgewässer in den Alpen, weil sie meist ein starkes Gefälle aufweisen und bei Starkregen mit Geschiebe reich befrachtet sind. 

Ein erodierender Gletscher muss den abgetragenen Schutt auch wieder ablagern. Er tut dies in mannigfaltiger Form. Am häufigsten entstehen Moränen. Ihre Zusammensetzung ist ein stark durchmischtes Gemenge von feinstem Ton über Silt und Sand bis zu Kies, Steinen und Blöcken. Bei seinem Vorstoss schiebt der Gletscher den Schutt vor sich her, wenn er abschmilzt, bleibt der meist kiesige und blockige Schutt in Form einer Wallmoräne liegen, die kranzförmig den Verlauf der ehemaligen Gletscherzunge markiert. An seiner Flanke häuft das Gletschereis wallförmige Seitenmoränen an.

Unter dem Gletscher wird der Schutt zermahlen und präsentiert sich als feinkörnige, kompakt gelagerte Grundmoräne. Im Eis eingeschlossen oder auf dem Rücken des Eises kann ein Gletscher grössere Gesteinsbrocken transportieren. Beim Abschmelzen des Eises bleiben diese Blöcke als erratische Blöcke oder Findlinge liegen. Anhand der Gesteinsbeschaffenheit können die Geologen bestimmen, woher der Findling stammt, und damit den Fliessweg des Gletschers rekonstruieren.  

An der Gletscherfront fallen infolge von Abschmelzprozessen enorme Wassermengen an. Hier tritt das unter dem Eis zirkulierende Schmelzwasser an die Oberfläche. Mit dem Schmelzwasser wird der vorhandene Schutt weggespült. Das fliessende Schmelzwasser wäscht und sortiert den Schutt: Grobes Korn wird...