Địa mạo karst vịnh Hạ Long

Vịnh Hạ Long, nằm ở vùng bờ biển phía đông bắc Việt Nam, có diện tích khoảng 1.500 km² với gần 2.000 hòn đảo đá vôi lớn nhỏ. Các hòn đảo này được tạo thành từ một chuỗi các lớp đá vôi tuổi Carbon và Permi bị uốn nếp, có độ dày lên tới hơn 1000m. Loại đá vôi này có màu xám nhạt, hạt mịn và rất chắc chắn, tạo điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của địa hình karst. Mặc dù cấu trúc địa chất phức tạp với nhiều đứt gãy theo hướng bắc - nam, các nghiên cứu cho thấy cấu trúc này ít ảnh hưởng đến hình thái học karst vì các sườn dốc trên đảo phần lớn độc lập với độ nghiêng của đá vôi

Quá trình tiến hóa lâu dài qua hàng triệu năm

Sự hình thành địa hình karst ở Vịnh Hạ Long là kết quả của một quá trình xói mòn lâu dài bắt đầu từ kỷ Neogen (khoảng 20 triệu đến 2 triệu năm trước).

Giai đoạn xói mòn trên cạn: Ban đầu, cảnh quan này được hình thành thông qua quá trình xói mòn bình thường dưới tác động của khí hòa tan trong nước mưa trên đất liền. Quá trình này diễn ra trong hàng triệu năm, làm hạ thấp bề mặt địa hình và tạo ra các dạng karst trưởng thành.

Trong kỷ Pleistocene, mực nước biển toàn cầu dao động mạnh do các chu kỳ băng hà. Có những thời điểm mực nước biển giảm xuống khoảng 100m, khiến toàn bộ khu vực Vịnh Hạ Long trở thành đất liền. Trong các giai đoạn này, quá trình karst hóa được trẻ hóa: các cánh đồng karst và phễu karst (dolines) bị đào sâu thêm, trong khi các tháp và nón đá bị bào mòn. Sự xâm thực của biển: Ở giai đoạn muộn, biển xâm nhập vào vùng karst đã trưởng thành, làm thay đổi nhẹ đặc điểm địa hình và tạo nên diện mạo như hiện nay.

Các dạng địa hình Karst đặc trưng

Cảnh quan Vịnh Hạ Long là sự kết hợp giữa hai loại hình karst trưởng thành:

Karst tháp (Fenglin): Đây là các tháp đá riêng lẻ mọc lên từ các đồng bằng karst (hiện đã bị biển xâm thực). Các tháp này thường cao từ 50m đến 100m, với các vách đá dựng đứng do hiện tượng đổ lở các khối đá lớn dọc theo các khe nứt thẳng đứng

Karst nón cụm (Fengcong): Là các cụm đồi đá vôi hình nón tập trung trên các hòn đảo lớn. Các đỉnh đồi thường ở độ cao khoảng 100m, đỉnh cao nhất có thể hơn 200m. Khác với các tháp đá đơn lẻ, các cụm nón này ít có vách đá thẳng đứng trừ khi chúng tiếp giáp với biển

Hồ trên đảo (Hongs): Một đặc điểm độc đáo của Vịnh Hạ Long là vô số các hồ nằm bên trong đảo đá vôi, thực chất là các phễu karst (doline) bị ngập nước. Nước biển di chuyển tự do vào các hồ này thông qua hệ thống hang động ngang mực nước biển hoặc mạng lưới khe nứt ngầm

Vai trò của xói mòn biển hiện đại

Xâm thực biển là yếu tố then chốt duy trì sự kỳ vĩ của cảnh quan:

Rãnh hàm ếch (Marine notches): Biển tạo ra các rãnh hàm ếch sâu tại chân các vách đá, thường cao khoảng 3m ở mức thủy triều. Các rãnh này hình thành chủ yếu do sự hòa tan đá vôi bởi các vi môi trường do tảo tạo ra và sự trộn lẫn giữa nước ngọt và nước mặn trong hệ thống khe nứt. Duy trì vách dốc: Việc xâm thực tại chân vách đá không chỉ tạo ra các rãnh sâu mà còn duy trì các mặt đứng của các tháp karst, ngăn cản sự bào mòn thoai thoải của các sườn núi

Hệ thống hang động - Nhân chứng lịch sử

Các hang động trong vịnh được chia thành ba loại, tương ứng với các giai đoạn tiến hóa khác nhau. Hang lưu cửu (Phreatic): Là tàn tích của các hệ thống hang cổ hình thành từ rất sớm, hiện nằm ở nhiều độ cao khác nhau trên đảo và thường bị lấp đầy bởi trầm tích hoặc thạch nhũ. 

Hang nền cổ (Old foot caves): Hình thành do quá trình xâm thực ngang tại mực nước cơ bản khi vùng này còn là đất liền. Chúng thường nằm ngang và có thể xuyên thủng qua các bán đảo

Hang hàm ếch biển (Marine notch caves): Hình thành do sự hòa tan của biển khi mực nước biển cao hơn hiện tại trong quá khứ. Đặc điểm phân biệt là trần hang phẳng, nằm ngang cắt qua cấu trúc đá vôi

Tóm lại, địa hình karst Vịnh Hạ Long là một ví dụ điển hình về sự tiến hóa địa chất lâu dài, nơi các quá trình xói mòn trên cạn và xâm thực biển kết hợp tạo nên một cảnh quan địa mạo có một không hai trên thế giới.

Bài viết được biên soạn dựa trên bài báo của Whitham Tony