Важные данные о древних фазах формирования рельефа Альп были получены в результате исследований стратиграфии и условий залегания предгорных молассов. Во Французских Альпах миоценовые песчаники и конгломераты холмистых предгорий, частью заходящие в зону известняковых Предальп, принимают участие в их складчатости, происходившей ещё в верхнем миоцене. Крупная величина гальки этих конгломератов указывает на значительную высоту Альп в это время.
В северной краевой полосе Швейцарских Альп предгорные молассы имеют огромную мощность, частью сильно дислоцированы и являются более древними, в главной массе олигоценовыми. Максимальной мощности достигают толщи конгломератов в верхнем олигоцене, с размерами гальки, указывающей на происходившее тогда интенсивное поднятие Альпийской горной страны. В определённых местах, соответствующих и современным выходам поперечных долин, конгломератовые молассовые накопления в особенности велики, представляя собой конусы выноса древних рек. Реки эти должны были брать начало далее на юге, чем ныне, именно на главном водораздельном гребне; большой внутриальпийской продольной ложбины тогда ещё не существовало. В составе гальки древних конусов выноса отсутствуют породы гельветских покровов и внешних массивов; главную массу гальки давала восточноальпийская шарьяжная система, а в миоцене присоединяются верхнепеннинские компоненты. Это доказывает, что в олигоцене оформилась шарьяжная структура Швейцарских Альп и залегавшие наверху покровы подвергались усиленному размыву.
Молассовые конгломераты от олигоценовых до верхнемиоценовых были захвачены интенсивными дислокациями, вызвавшими их складчатость и поднятиям последующим частичным надвигом на них гельветских покровов. Таким образом, в Швейцарских Альпах ещё в плиоцене происходили значительные вертикальные и даже горизонтальные (надвиговые) движения.
Восточнее, в краевой зоне Баварских и Австрийских Альп, предгорные молассы частично также сильно дислоцированы и высоко подняты; в них выражено чередование двух толщ конгломератов (верхний олигоцен и верхний миоцен) с промежуточной толщей мелкозернистых песчаников и мергелей (нижний миоцен). Это указывает на две фазы поднятия гор — в олигоцене и верхнем миоцене, между которыми имело место прекращение поднятия и снижение горного рельефа в результате сильного размыва. И действительно, в горах здесь удалось обнаружить остатки древних миоценовых выравненных поверхностей, частью покрытых мелкими отполированными кварцевыми и кристаллическими гальками (так называемый «аугенштейн»). Эта галька была отложена реками, стекавшими с осевой горной зоны; она увязывается с тонкозернистыми молассовыми отложениями предгорий. Распространение «аугенштейновой» гальки показывает, что северных продольных ложбин в Австрийских Альпах тогда ещё не существовало; самая галька в настоящее время находится на различных высотах вследствие происходивших с тех пор неравномерных сводообразных поднятий гор.
Вообще развитие современного рельефа Восточных Альп можно считать начавшимся в среднем и верхнем миоцене в связи с энергичными молодыми тектоническими движениями, разрушившими среднемиоценовую сглаженную поверхность и происходившими одновременно с дислокациями предгорных молассов, хотя и в иной форме. В северных известняковых Альпах значительную роль играли разломы и глыбовые движения. В центральной осевой зоне молодые движения в основном проявились, повидимому, в форме обширных продольных и поперечных сводообразных изгибов рельефа. Но также и здесь, с приближением к восточному краю гор, ограниченному рядом краевых разломов и сбросов, всё более характерно наличие глыбовых движений с тектоническими впадинами в предгорьях. Состав третичных отложений в этих котловинах и дислоцированность их указывают на отдельные стадии молодого тектонического развития рельефа.
Так, в вытянутых цепью вдоль Норийской ложбины (долин Мура и Мюрца) третичных котловинах залегают миоценовые угленосные отложения, указывающие на низкий рельеф окружающей местности во время их образования. Мульдообразное залегание этих слоев свидетельствует о том, что уже тогда должно было начаться формирование больших северных продольных долин. На дальнейшее усиление поднятия и большую высоту рельефа указывают крупные верхнемиоценовые галечники, покрывающие тонкозернистые осадки. Вслед 8а тем весь этот комплекс отложений был захвачен дислокациями, на южном краю надвинут и рассечён мощными сбросами.
В Лунгау, верхней долине Мура, третичные угленосные отложения испытали лишь прогиб, образуя на севере крутой наклон, в большой флексуре которого падает к долине хребет Низкого Тауэрна. В продольной долине Энса третичные осадки рассечены сбросом до 900 м амплитуды. В нижнюю долину Лаванта ещё проникало нижнемиоценовое море, осадки которого переходят в континентальные угленосные отложения; на восточном краю они обрезаны большим сбросом, ограничивающим с запада меридиональный глыбовый хребет Коральпе, имеющий 2144 м высоты. Продолжение Коральпского сброса прослеживается далёко к северу и к югу, составляя крупный поперечный разлом восточной краевой части Альп; на юге он обрезает с востока хребет Караванки. Большую тектоническую впадину образует также Клагенфуртский бассейн, вытянутый в широтном направлении, ограниченный с юга хребтом Караванки и пересечённый по своей длине рекой Дравой. Он заполнен плиоценовыми конгломератами, покрывающими среднемиоценовые глины с залежами лигнитов. Ещё более молодую обширную тектоническую впадину представляет бассейн Любляны к югу от Караванок и к востоку от окончания Юлийских Альп, на границе Альп с Дикарскими горами. Самыми древними слоями Люблянской впадины являются верхнеплиоценовые; юная история формирования этого бассейна принадлежит уже четвертичному времени.
Подобные же верхнетретичные тектонические движения, частью разломы и сбросы, частью сводообразные с изгибами типа флексур, определяют весь идущий углами восточный край Альп, сопровождающийся также выходами молодых изверженных пород и остающийся сейсмичным вплоть до современной геологической эпохи.
Тектоническая впадина Венского бассейна (отделяющая северо-восточный угол Альп от Карпат) начала формироваться в среднем миоцене в виде прогиба, перешедшего затем в повторные разломы с окаймляющими котловину краевыми сбросами.
В юго-восточных Альпах ещё яснее, чем в северных, видны признаки зонального развития гор, с постепенным причленением всё новых складчатых зон, начиная с мелового периода. Более древние зоны сглаживались размывом, а отложенный в предгорных впадинах обломочный материал захватывался новыми фазами складчатости, причём асимметричные складки подвергались опрокидыванию и чешуйчатым надвигам. Кроме того, также и здесь происходили крупные вертикальные поднятия, частью сводообразные, частью глыбовые, с расколами и сбросами. При этом размах молодых тектонических движений от востока к западу, по-видимому, увеличивался.
Указанный выше процесс развития молодых зон складчатости и поднятия, в частности, описан для Карнийских Альп с их антецедентными долинами прорыва.
В районе Изонцо, по Винклеру, две плиоценовые, а также нижнечетвертичные террасы подняты, постепенно снижаясь к равнине реки По. Крупная четвертичная флексура выражена в районе реки Тальямонт’о. Между реками Пьяве и Брентой все третичные отложения до верхнемиоценовых морских мергелей, понтических конгломератов и верхнего плиоцена поставлены на голову и местам и сдавлены в опрокинутые к юго-востоку складки. К северу отсюда протягивается линия тектонических нарушений «Frattura periadriatica», из разломов и крутых флексур, по которым Высокие Альпы надвинуты на Предальпы; южнее, параллельно ей, простирается длинная линия разлома вдоль внешнего края известняковых Предальп, а ещё южнее — к равнине По падают крутыми флексурами третичные предгорья. К западу от этих тектонических линий выражены перпендикулярные к ним крупные расколы, с которыми связаны неогеновые вулканические массивы гор Беричи и Эвганеи, заходящие на равнину По. Большие разломы северо-восточного простирания ограничивают с востока и запада тектоническую котловину, на дне которой находится длинное и глубокое озеро Гарда, скульптированное мощным четвертичным ледником.
В особенности замечательна огромная линия Юдикарийского разлома, по которой выдвинутые к северу известняковые Предальпы граничат с кристаллическими сланцами и мощным гранитным массивом Адамелло (3564 м).
Наличие молодых верхнетретичных и четвертичных поднятий гор, происходивших рядом фаз, диференцированно, в виде сводообразных и глыбовых движений, подтверждается многочисленными остатками террасовых поверхностей в горах и по склонам долин миоценового, плиоценового и четвертичного возраста. Такие выравненные поверхности и террасы широко распространены как в южных, так и в северных Восточных Альпах, хотя, конечно, они сильно расчленены и во многих случаях уничтожены воздействием оледенения и интенсивной молодой речной эрозией.
Возвращаясь к Западным Альпам, следует заметить, что местами довольно обширные и очень характерные для Восточных Альп выравненные поверхности здесь почти отсутствуют, что указывает на несколько иной ход развития рельефа. В целом Западные Альпы испытали более мощные поднятия по сравнению с Восточными, начиная с олигоцена вплоть до четвертичного периода.
Эрозия горного рельефа происходила весьма интенсивно, но не доходила до сильного снижения гор. Впрочем, есть признаки, что и здесь в неогене горы всё же были размыты до зрелой стадии, после чего в верхнем плиоцене произошло новое мощное поднятие и омоложение рельефа, и в этой именно стадии Альпы были захвачены четвертичными оледенениями. В Швейцарских Альпах, по завершении последних шарьяжных надвигов в гельветской зоне, на границе миоцена и плиоцена, должно было совершиться интенсивное поднятие всего тела гор и в то же время, вероятно, впервые выделилась зона внешних массивов, в связи с начавшимся прогибом большой внутриальпийской продольной ложбины. В результате была разрушена система первоначальной консеквентной эрозии, с реками, стекавшими вниз по склону от осевого водораздела. Одновременно, впрочем, должны были также усилиться поперечные подъёмы и прогибы горных зон, наметившиеся уже в покровных структурах.
В повышенных районах размыв шёл сильнее, и осадочные покровы были снесены, обнажив кристаллические массивы; в осевых прогибах осадочные слои лучше сохранились. Тогда же возник крупный поперечный прогиб через всё тело гор, определивший ложбину с долинами рек, по границе между Западными и Восточными Альпами.
Особенностью Швейцарских Альп, по сравнению с Восточными, является сравнительная редкость здесь разломов и сбросовых дислокаций. Молодые тектонические движения происходили преимущественно в виде общих и диференцированных сводообразных поднятий, с более крутым падением к краям, в особенности к югу.
По мнению большинства современных исследователей, Альпы перед началом ледниковых эпох ещё не достигли современной высоты, а также степени и глубины расчленённости рельефа. Но во всяком случае предледниковый ландшафт высокогорных частей Альп не был зрелым средневысотным со сглаженными склонами долин; это был ландшафт находящейся в мощном развитии, растущей горной страны. Это, между прочим, доказывают резкие уклоны и изменения падения речных долин, притом не только обработанных ледниками, но и не подвергавшихся оледенению. Изгибы доледниковых и межледниковых днищ долин свидетельствуют о диференцированных сводообразных движениях такого же характера, как и верхнетретичные. Согласно М. Рихтеру в Баварских и Северо-Тирольских Альпах наблюдается юная сводовая тектоника, продолжающая плиоценовые движения, с первым валом перед краем Альп, где реки, начиная от Иллера, ещё сейчас энергично врезаются, и далее — в Известняковых и Центральных Альпах, с накоплениями межледниковых галечников в продолжающих прогибаться долинах.
Развитие альпийской сети долин, по современным данным, может быть в основных чертах прослежено от нижнего миоцена по характеру предгорных и внутригорных речных и озёрных отложений. При этом повсюду констатирована преобладающая роль первоначального консеквентного хода речной эрозии с крупными поперечными долинами рек, стекавших с главного водораздела. Лишь позднее — в верхнем миоцене и плиоцене — начинают формироваться столь характерные для современного рельефа Альп крупные продольные долины.
Развитие поперечных долин обусловливалось общим направлением склонов первоначального ещё мало расчленённого альпийского горного вала. Кроме того, оно облегчалось наличием опускания складок и складчатых покровов вдоль по оси (чередованием районов воздымания и погружения складчатых масс).
Уже давно было доказано, что многие поперечные долины Савойских Альп возникли и развились в местах опускания складок по оси, как, например, в ложбинах Шамбери, Аннеси, Шеран. Однако этот «закон Люжона» далеко не является общим правилом. Так, в клюзе (поперечном ущелье) реки Изера участвуют сбросы и поперечный надвиг; долины рек А рвы, Жифра и Дранса в Шабле заложились эпигенетически на флишевом покрове, позднее смытом; поперечный участок долины Роны в нижнем отрезке лежит в районе погружения складок, но выше Сен-Moрис врезан эпигенетически в покров Дьяблере на опускающейся здесь оконечности массива Монблана. Большие продольные долины Французских Альп преимущественно следуют субсеквентным зонам; так, крупная ложбина Грезиводан с долиной реки Изера разработана рекой в зоне выходов рыхлых лейясовых сланцев; верхняя долина Дюранс проложена в Бриансонской зоне с преобладанием каменноугольных сланцев. Развитие субсеквентных долин должно было и здесь сильно видоизменить первоначальную консеквентную систему речного стока.
Большие поперечные долины северных Швейцарских Альп, как долины Аара, Рейса и Линта, в их древнем заложении, лишь частично приурочены к опусканиям по оси складчатых масс. Рейс пересекает покров Друсберг в районе его воздымания, реки Линт (у Гларуса) и Зиль режут поперёк опускающиеся к юго-западу покровы. Поперечная долина Рейна следует в верхнем участке краю опускающегося покрова Каланда в качестве изоклинальной; ниже она использует депрессию между горами Сентис и Брегенцер-Вальд (в полосе Предальп). Большая продольная внутренняя ложбина Швейцарии залегает в зоне молодого тектонического прогиба, как об этом уже упоминалось. Подобный же генезис имеет продольная ложбина Вальтеллина с долиной реки Адды на южном (итальянском) склоне Альп, в пеннинской корневой зоне (Инсубрская ложбина).
В этом районе сложная сеть долин в общем обнаруживает малую зависимость от тектонических нарушений; обе главные поперечные долины здесь являются весьма древними консеквентными формами; возраст их прослеживается до времени олигоценовых конгломератов. Крупные поперечные долины северной полосы Восточных Альп, напротив, не столь древни и, по-видимому, заложились в результате поперечных сводообразных движений в горах, происходивших в верхнем миоцене и плиоцене, а частью — в результате молодых разломов. В отличие от северной Швейцарии, большие миоценовые конусы выноса древних консеквентных рек здесь лишь редко совпадают с выходом нынешних поперечных долин и как раз отсутствуют перед наиболее крупными, как долины Лойзаха, Изара, Гроссахе и Инна. Району значительного осевого опускания складчатых покровных масс соответствует ложбина с перевалом Бреннер и с поперечной частью долины Адидже (в Тироле). Другие большие поперечные долины юго-восточных Альп, по-видимому, имеют консеквентный генезис; местами, в качестве антецедентных, они пересекают молодые складчатые хребты, как это наблюдается в Карнийских Альпах. Очень юные изменения речной сети, в результате разломов и вертикальных подвижек, констатированы в районе Брента-Пьяве.
Для продольных долин Восточных Альп несомненно первоначальное заложение их в продольных зонах прогиба юного возраста, именно там, где поднятие отставало по сравнению с зонами максимального воздымания. Но вместе с этим главным фактором играли роль и другие. Многие из этих долин совпадают либо с границами распространения определённых комплексов горных пород и покровов, как долина Инна, либо с зонами горных пород малой сопротивляемости, как долина Зальцаха и Пустер-Таль, разработанные в местах выходов рыхлых сланцевых толщ. Для продольной долины Энса, проложенной под углом к простиранию пластов и переходящей из сланцевой зоны в известняковую, а также для длинной долины Мур-Мюрц юные тектонические факторы их генезиса (продольные прогибы и разломы) доказываются условиями залегания и нарушения в них третичных отложений (об этом упоминалось выше). Замечательна прямолинейная долина реки Гаиль (притока Дравы), ограничивающая с севера гребень Карнийских Альп, также приуроченная к тектонической линии.
Огромное влияние на рельеф Альп оказали мощные четвертичные оледенения, вовремя максимального своего развития почти целиком покрывавшие горную страну. Благодаря значительной тектонической и эрозионной расчленённости Альп перед началом оледенения льды, накоплявшиеся в горах, при движении вниз по склонам концентрировались в глубоких долинах в виде гигантских «альпийских» ледников, производивших большую работу по дальнейшему углублению и расчленению рельефа и созданию особого комплекса форм рельефа.
Мощность долинных ледников достигала иногда 2000 м; эти массы льда часто переваливали через склоны и хребты, образуя сложную сеть ледяных площадей и потоков, среди которой возвышались отдельные гребни и вершины, не покрывавшиеся льдом. Огромные ледники выходили из гор на предгорные равнины и здесь частью соединялись своими расширенными концами, создавая ландшафт, свойственный современным ледникам Аляски. Мощные накопления конечных морен в предгорьях и на прилегающих равнинах свидетельствуют о размерах произведённой ледниками в горах эрозионной работы, сопровождавшейся переносом и аккумуляцией продуктов разрушения гор у их подножия.
Классическим трудом по изучению четвертичных оледенений Альп является известная монография А. Пенка и Э. Брюкнера «Альпы в ледниковое время» (1901—1909), основанная на многолетних тщательных исследованиях авторов. Установленная в результате этих исследований геологическая хронология четвертичного периода, с признанием четырёх ледниковых эпох (гюнц, миндель, рисс, вюрм), трёх межледниковых и послеледниковой, прочно вошла в науку и до сих пор остаётся общепризнанной (за исключением первого, понцского оледенения, характерного только для Альп). Точно так же подтвердилось позднейшими исследованиями наличие признаков и следов действительно имевших место четырёх оледенений Альп. Таким образом, основные положения Пенка и Брюкнера остаются руководящими и вполне обоснованными. Попытки некоторых учёных, в особенности П. Бекка, наметить новую, более сложную картину альпийских оледенений оказались несостоятельными, и сам этот автор был вынужден отказаться от предложенных им новых взглядов.
Так, Бекк признал ошибочным отнесение им двух первых оледенений Альп в плиоцен. Намеченные Векком два дополнительных оледенения — кандер и глюч — между минделем и риссом должны рассматриваться не в качестве самостоятельных, но лишь как стадии наступания рисского оледенения.
Современная высота снеговой границы изменяется в Альпах от 2500 м в северной, более влажной полосе до 3000—3200 м во внутренней, горной области. Современные ледники приурочены исключительно к высокогорной зоне, хотя наиболее длинные из них спускаются в лесной пояс. Максимальных размеров достигали в четвертичном периоде миндельекое и рисское оледенения Альп, когда снеговая граница снижалась почти на 1400 м; снижение снеговой границы во время последнего вюрмского оледенения было несколько меньше (около 1200 м). Однако и это последнее оледенение сопровождалось наступанием крупных ледников на площади предгорий и нагромождением огромных амфитеатров конечных морен у места выходов горных долин на равнины.
Типичный комплекс горногляциальных форм рельефа широко распространён в Альпах, тесно связан с их ландшафтами и заслуженно получил название «альпийских» форм рельефа, «альпийского» ландшафта. Сюда относятся крупные троговые долины с широким ровным дном и крутыми склонами, переходящими наверху в пологие террасовидные «плечи трога», снова упирающиеся в крутые склоны. В самых больших и древних долинах наблюдается довольно сложная серия террасовых площадок и уступов на склонах, свидетельствующая о ряде этапов длительного формирования этих долин углубляющей и расширяющей работой текучих вод (в доледниковое время и межледниковые эпохи) и льдов (в гляциальные эпохи).
Характерные для альпийских долин резкие перегибы продольного профиля, часто совпадающие с изменением поперечного профиля — чередованием суженнных и расширенных участков долин, обусловлены прежде всего тем, что оледенения захватывали Альпы в эпохи поднятия гор, что было связано с юной стадией эрозионного цикла. Свойственные молодой горной стране переломы склонов и продольных профилей долин ещё резче выступали под воздействием обработки движущимися льдами. Деятельностью ледников обусловлены повсюду в более высоких частях гор распространённые «висячие» боковые долины притоков и устьевые ступени этих долин, нередко со скользящими по ним водопадами или с узко врезанными в них ущельями.
Не менее типичны для высокогорного пояса Альп и для более высоких хребтов Предальп заострённые скалистые гребни карового типа («альпийские» гребни) и смелые пики и пирамиды вершин. На склонах высоких хребтов и массивов находится и сейчас много каровых и висячих ледников во врезанных и разъедающих эти склоны нишах (гляциальных цирках), точно так же как и в настоящее время можно наблюдать работу ледников по формированию троговых долин, полировке их дна и склонов, с образованием рельефа «бараньих лбов» и «курчавых скал», в особенности в участках недавнего отступания ледников.
Ярко выраженный, типичный «альпийский» горногляциальный ландшафт, ещё мало изменённый недавно начавшейся работой текучих вод, а выше снеговой линии продолжающий своё развитие, распространён во всём высокогорном поясе Альп, заходя и в более высокие районы Предальп. Иов остальной, более значительной части Предальп рельеф имеет иной характер, существенно отличный от высокогорного.
Гляциальный генезис здесь имеют лишь крупные широкие троговые долины и весьма характерные для некоторых районов большие предгорные альпийские озёра в виде концевых (языковых) бассейнов наиболее мощных трогов. Формы хребтов обусловлены здесь тектоникой, характером горных пород и деятельностью речной эрозии. В общем преобладает в Предальпах ландшафт средневысотных гор, часто с хорошо выраженными складчатыми (реже — сбросовыми) формами, в различных стадиях их расчленения и обработки размывом. Широкое распространение в Предальпах мощных толщ известняков часто придаёт среднегорным ландшафтам резкий и скалистый характер. В Австрийских известняковых Предальпах широкое развитие имеют карстовые столовые массивы с обрывистыми краями. Высокие Южно-Тирольские Доломиты, необычайно резко расчленённые, с замечательными по высоте и крутизне башнеобразными вершинами, создают весьма своеобразный и грандиозный ландшафт Альп.
Иной характер с преобладанием мягких покатых склонов имеют районы, сложенные флишем и рыхлыми сланцами, песчаниками и мергелями. Но повсюду в Альпах чувствуется жизнь молодых гор, с бурными водными потоками, с частыми обвалами, с энергичным ходом процессов речной эрозии и денудации.