La glace bleue se produit lorsque la neige tombe sur un glacier, est comprimée et devient une partie du glacier. Pendant la compression, les bulles d’air sont expulsées, de sorte que les cristaux de glace s’agrandissent. Cet agrandissement est responsable de la couleur bleue de la glace.
Les petites quantités de glace ordinaire semblent blanches à cause des bulles d’air qu’elles contiennent et aussi parce que les petites quantités d’eau semblent incolores. Dans les glaciers, la pression fait que les bulles d’air sont expulsées, ce qui augmente la densité de la glace créée. Les grandes quantités d’eau sont bleues, car elles absorbent les autres couleurs plus efficacement que le bleu. De même, un grand morceau de glace comprimée, ou un glacier, apparaît bleu.
La couleur bleue est parfois attribuée à tort à la diffusion de Rayleigh, qui est responsable de la couleur du ciel. La glace d’eau est plutôt bleue pour la même raison que de grandes quantités d’eau liquide : elle résulte d’une harmonique d’un étirement de la liaison oxygène-hydrogène (O-H) dans l’eau, qui absorbe la lumière à l’extrémité rouge du spectre visible. Dans le cas des océans ou des lacs, une partie de la lumière qui frappe la surface de l’eau est directement réfléchie, mais la plus grande partie pénètre la surface et interagit avec ses molécules. La molécule d’eau peut vibrer selon différents modes lorsque la lumière la frappe. Les longueurs d’onde rouge, orange, jaune et verte de la lumière sont absorbées, de sorte que la lumière restante est composée des longueurs d’onde plus courtes du bleu et du violet. C’est la principale raison pour laquelle l’océan est bleu. L’eau doit donc son bleu intrinsèque à l’absorption sélective dans la partie rouge de son spectre visible. Les photons absorbés favorisent les transitions vers les états de haute harmonique et de combinaison des mouvements nucléaires de la molécule, c’est-à-dire vers des vibrations très excitées.
Un exemple de glace bleue a été observé sur le glacier de Tasman, en Nouvelle-Zélande, en janvier 2011.
La glace bleue est un phénomène qui se manifeste par une augmentation de l’intensité de l’activité humaine.