SINKHOLE

Hố sụt hay hố địa ngục – hố tử thần? 

Lâu nay báo chí (cả báo khoa học lẫn báo lá cải) đăng rất nhiều về cái hố tử thần, một số báo gọi là hố địa ngục, cái hố mà hình như cái giếng, sâu hun hút, khi thì xuất hiện trên đường, khi thì ở một khu đô thị hay cả ở một cánh rừng nào đó. Nhiều báo viết với thái độ mập mờ, cùng những cái ''tai tồ‘‘ cũng rất giật gân nhằm tạo sự tò mò lẫn hoang mang. Thậm chí có những cái hố sụt nhỏ hình thành trên các đường phố cũng được gán cho cái tên giật gân này. Những người bình thường thì tỏ ra hoài nghi, thậm chí một số người còn cho rằng đó đó là kết quả của một thế lực siêu nhiên nào đó hay đưa ra các giả thiết về ma quỷ, thần thánh hoặc cả người ngoài hành tinh…

Vậy hố địa ngục là gì, tại sao có hố địa ngục, tại sao nó xảy ra, tại sao hố địa ngục có hình tròn…. Có rất nhiều câu hỏi xoay quanh vấn đề này.

Hố địa ngục và quá trình hình thành:

Hố địa ngục bản chất là các hố sụt địa chất, thông thường là do quá trình địa chất tự nhiên tạo nên. Tuy nhiên, một số trường hợp có cả tác động của con người, tất nhiên không phải thần thánh hay ma quái nào cả. Hố sụt có nhiều kích cỡ, hình dạng khác nhau. Quy mô bề rộng có thể từ 1m đến vài chục mét, thậm chí tới hàng trăm mét. Chiều sâu cũng có thể tới hàng trăm mét.

o   Hố sụt các tơ (karst): là các hố trên bề mặt trái đất do quá trình karst tạo ra. Hố sụt karst thường hình thành ở nơi có hoạt động của nước mặt và nước ngầm. Bản chất là của quá trình là sự hòa tan rửa lũa đất đá, chủ yếu đối với các loại đá dễ hòa tan như đá vôi, đá muối… điều kiện karst xảy ra là đá bị nứt nẻ và nước lưu thông. Quá trình này xảy ra một cách từ từ, nước ngầm hòa tan các khoáng vật tạo đá ở những vị trí khe nứt rồi vận chuyển đi nơi khác. Theo thời gian, các khe nứt này phát triển rộng ra rồi thông nhau, đến một lúc nào đó sẽ tạo ra các hang lớn trong lòng đất. Và rồi vào một ngày xấu trời, tầng đất đá phía trên hang không đủ sức chống chọi với chính tải trọng của bản thân nó và những thứ nằm trên nó, thế là nóc hang sụp xuống tạo ra các hố sụt karst, tiếng Anh gọi là sinkhole. - Hố sụt do tác động con người: các hố sụt nguyên nhân này thường hiếm hơn nhưng có vẻ hay ''bị'' gặp hơn bởi nơi chúng xảy ra thường gần với đông dân chúng.
o   Các hố sụt thường  xảy ra ở các khu vực khai thác mỏ. Việc khai thác các mỏ hầm lò tạo ra các khoảng trống ngầm lớn trong lòng đất. Đặc biệt khi con người kết thúc khai thác, việc tận thu bằng hình thức phá bỏ các trụ đỡ cộng với tác dụng của nước ngầm và nước mặt với quá trình thấm vào hầm lò làm đất đá bị rửa trôi và suy giảm cường độ. Kết quả là độ ổn định của phần đất đá trên nóc hầm mỏ bị giảm xuống, dẫn đến sập hầm tạo ra các hố trên mặt đất. 
o   Các hố sụt còn xảy ra ở các khu vực đô thị do hệ thống đường ống cấp hoặc thoát nước bị hỏng, vỡ. Việc khai thác nước ngầm quá mức cũng có thể gây ra hiện tượng này. Khi mực nước ngầm hạ bị hạ thấp nhanh chóng, phần đất trên nó sẽ phải gánh thêm phần tải trọng mà nước trong đất đã từng đỡ hộ. Khi tải trọng này quá độ bền của đất, hiện tượng sập sẽ xảy ra. Đôi khi sự thay đổi điều kiện thủy văn dòng chảy cũng là tác nhân gây sụt.

Trường hợp “hố địa ngục” nổi tiếng ở Guatemala: hố sụt này xuất hiện hồi tháng 5 năm 2010, sự cố đã tạo ra một hố rộng nuốt chửng một tòa nhà 3 tầng. Trước đó, tháng hai năm 2007, cũng đã xuất hiện một hố tương tự sâu 30m, rộng 20m. Nguyên nhân là do hệ thống cống ngầm bên dưới mặt đất bị vỡ vào thời điểm mưa lớn, cộng thêm quá trình xói ngầm do nước trên mặt và nước trong đất làm rửa trôi các thành phần hạt mịn trong lớp đất nền, hiện tượng này gọi là xói ngầm. Xói ngầm làm đất trở nên rỗng hơn, ban đầu là moi các hạt nhỏ, sau là moi các hạt lớn. Khi độ rỗng này đủ lớn, đất nền sụp xuống. Trường hợp này bề ngoài có vẻ khá giống với các hố sụt karst xảy ra với các đá có khả năng bị hòa tan như các loại đá cacbonate. Tuy nhiên quá trình rửa lũa ở đây là xói ngầm, bản chất là xói mòn cơ học chứ không phải hòa tan nên được gọi là hiện tượng Karst giả.

-     Tất nhiên, các hố sụt còn có thể xảy ra do kết hợp hai hay nhiều nguyên nhân trên và các tác động khác của tự nhiên và của con người.

Một ví dụ về sụt đất do nhiều nguyên nhân có thể thấy ở Tân Hiệp, xã Cam Tuyền, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị năm 2006. Với điều kiện địa chất nằm trong vùng có đá vôi với hoạt động karst mạnh có nhiều hang hốc. Phía trên đá gốc là các lớp đất bồi tích bở rời. Nước ngầm có quan hệ chặt chẽ và nước mặt. Trước thời điểm xảy ra sụt đất có mưa lũ lớn, cộng thêm sự có mặt của quốc lộ 1A ngăn sự thoát của dòng chảy mặt từ thượng lưu về khu vực, làm khu vực sụt lún bị ngập sâu hơn. Kết quả là nước mặt ngấm xuống dòng ngầm trong đất, do dòng thấm lớn gây xói ngầm làm rửa trôi làm rỗng chân lớp phủ đưa xuống dòng ngầm trong các hang karst sẵn có. Theo đánh giá, việc xây dựng đường không phải nguyên nhân chính nhưng cũng là tác nhân gây sụt đất.

Tại sao các hố địa ngục có hình tròn?
Câu hỏi này có vẻ được rất nhiều người đặt ra. Cũng vì cái hình thù đặc biệt này mà nhiều người mới liên tưởng những nguyên nhân siêu nhiên, thần bí. Trả lời câu hỏi này có lẽ dễ nhất là ''trời sinh ra thế‘‘, rồi muốn hiểu thế nào cũng được.

Thực ra hố sụt có rất nhiều hình dạng, với các quy mô kích thước khác nhau. Điều này phụ thuộc vào đặc điểm đất đá tại nơi xảy ra sụt. Thông thường các mặt sụt sẽ trùng với các ‘mặt yếu‘‘ tồn tại bên trong đất đá và phụ thuộc vào sự phân bố, mức độ đồng nhất, tính đẳng hướng …và tính chất của các lớp đất đá đó. Tóm lại chỗ nào yếu thì nó sụt. Vậy tại sao nhiều trường hợp chúng ta thấy có hình tròn? Câu trả lời sẽ là, vì nó hình tròn nên nó được các nhà báo quan tâm hơn, sẽ có mặt nhiều hơn trên mặt báo. Còn giải thích theo khoa học thì đây là những trường hợp đặc biệt, xảy ra khi đất đá bị sụt có tính đồng nhất hoặc khi các lớp đá nằm ngang, nghĩa là cùng một độ sâu đặc điểm đất đá ở các vị trí là như nhau. Khi đất sụt, thực tế là phá hoại cắt trong đất xẩy ra bởi tải trọng gây phá hoại là chính tải trọng bản thân các lớp đất đá và cả tải trọng công trình nằm phía trên nó. Sự phái hoại này sẽ xảy ra theo xu hướng … dễ xảy ra nhất. Đó là khi mặt phá hoại có diện tích nhỏ nhất, lúc đó cường độ chống cắt của đất đá theo mặt phá hoại (gồm liên kết dính và ma sát) sẽ nhỏ nhất… tất nhiên chu vi hình tròn luôn nhỏ hơn chu vi hình bất kỳ có cùng diện tích. Và các hố địa ngục như giếng được sinh ra như thế.
Trên đây là tổng quan về hố sụt, bao gồm hiện tượng địa chất tự nhiên và địa chất công trình. Về các hố được gọi là ''hố tử thần‘‘ trên các đường phố sẽ được viết ở một bài khác.

Lượm lặt, tổng hợp và phân tích từ internet, đồng nghiệp và sinh viên.
Nguồn:

     -  internet: wikipedia.org, nationalgeographic.com
       -   bài viết (Vài nét về hiện tượng “hố tử thần”) của TS. Trần Tân Văn (Viện Địa chất và Khoáng sản)
       -  bài tập lớn môn ĐCCT của các bạn sinh viên lớp 48C2 trường ĐH Thủy lợi.