Lịch sử tiến hóa cảnh quan karst vịnh Hạ Long qua hình thái những đảo đá

Đằng sau vẻ đẹp kỳ vĩ của hàng nghìn đảo đá trên vịnh Hạ Long là một lịch sử tiến hóa địa chất kéo dài hàng triệu năm. Những ngọn núi đá vôi dạng chóp, những tháp đá dựng đứng, các chân đảo bị khoét lõm, những hang luồn xuyên núi hay các khối đá tách rời dưới chân đảo không chỉ tạo nên cảnh quan độc đáo mà còn lưu giữ những dấu tích về quá trình hình thành và biến đổi địa hình karst qua nhiều thời kỳ. Quan sát hình thái các đảo đá ngày nay, chúng ta có thể lần ngược lại lịch sử kiến tạo, phong hóa, hòa tan, xâm thực và biến cải cảnh quan của vùng di sản.

Những đảo đá - dấu tích của một cảnh quan karst cổ trên đất liền

Nhìn từ trên cao, vịnh Hạ Long hiện lên là một thế giới đá vôi kỳ thú, nơi hàng trăm, hàng nghìn đảo lớn nhỏ phân bố giữa mặt biển xanh. Có đảo mang dáng hình chóp nhọn, có đảo giống những tòa tháp khổng lồ với vách dựng đứng, có đảo lại thấp thoải, bị chia cắt thành những mỏm đá riêng biệt. Sự đa dạng ấy không phải là kết quả của một quá trình địa chất đơn lẻ mà là sản phẩm của lịch sử tiến hóa địa hình karst lâu dài và phức tạp.

Theo nghiên cứu của Giáo sư Tony Waltham (1998), nền tảng tạo nên cảnh quan vịnh Hạ Long là tầng đá vôi Carbon - Permi có chiều dày lớn, cấu trúc địa chất bị phân cắt bởi các hệ thống khe nứt, đứt gãy và các mặt phân lớp. Đây là điều kiện thuận lợi để nước thấm sâu, hòa tan đá vôi, mở rộng các khe nứt và hình thành hệ thống hang động ngầm.

Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, quá trình hòa tan đá vôi diễn ra mạnh mẽ, không chỉ trên bề mặt mà còn trong lòng khối đá. Qua thời gian dài, các khe nứt được mở rộng, những phễu karst và thung lũng karst hình thành, các khối núi đá vôi dần bị phân chia bởi những vùng trũng và đồng bằng karst. Có thể hình dung, trước khi trở thành một vịnh biển với hàng nghìn đảo đá như hiện nay, khu vực Hạ Long từng là một cảnh quan karst trên đất liền, trong đó các núi đá vôi nối liền với nhau, xen giữa là những thung lũng, bồn trũng và đồng bằng karst. 

Từ núi đá vôi liên tục đến những tháp đá riêng biệt

Một trong những đặc điểm nổi bật của địa hình vịnh Hạ Long là sự tồn tại đồng thời của các dạng karst dạng chóp nón và karst dạng tháp.

Karst dạng chóp nón đặc trưng bởi các cụm núi đá vôi hình chóp nằm gần nhau, giữa các chóp là những vùng trũng và thung lũng karst. Trong khi đó, karst dạng tháp thể hiện rõ hơn sự phân tách thành các tháp đá vôi đứng riêng biệt, có sườn dốc lớn, vách đá cao và tương đối thẳng đứng, xen giữa là những khoảng trũng rộng.

Hai dạng địa hình này không nhất thiết đại diện cho hai giai đoạn phát triển hoàn toàn tách biệt mà có thể cùng tồn tại trong một cảnh quan, phản ánh mức độ hòa tan, xâm thực và hạ thấp địa hình không đồng đều trên cùng một khối đá vôi.

Nếu quan sát các đảo đá trên vịnh Hạ Long, có thể nhận thấy những đảo lớn, có đỉnh cao và sườn thoải tương đối, mang dáng dấp của các khối karst hình chóp còn bảo tồn được phần lớn hình thái ban đầu. Ngược lại, nhiều đảo nhỏ có dạng tháp, vách dựng đứng, chân đảo bị thu hẹp và các mỏm đá tách rời lại thể hiện mức độ phân cắt mạnh hơn.

Đặc biệt, nhiều đảo đá có độ cao phổ biến khoảng 50-100 m, với sườn dốc lớn và các vách đá dựng đứng. Đây là những tháp karst được hình thành từ quá trình phát triển karst trên đất liền, sau đó bị biển xâm lấn và tiếp tục biến cải.

Như vậy, hình thái các đảo đá hiện nay có thể được xem như những phần còn lại của một cảnh quan núi đá vôi rộng lớn từng tồn tại trên đất liền. Những khoảng biển nông giữa các đảo chính là các vùng trũng, thung lũng và đồng bằng karst cổ đã bị nước biển nhấn chìm.

Biển tiến - bước ngoặt làm thay đổi diện mạo cảnh quan

Nếu quá trình hòa tan đá vôi trên đất liền tạo nên nền tảng địa hình karst, thì sự xâm lấn của biển chính là yếu tố làm biến đổi sâu sắc diện mạo cảnh quan vịnh Hạ Long. Trong các thời kỳ mực nước biển hạ thấp, đặc biệt vào những giai đoạn băng hà của Pleistocene, khi lượng nước lớn bị tích trữ trong các chỏm băng và băng lục địa, mực nước biển có thể thấp hơn hiện nay khoảng 100 m. Khi đó, toàn bộ khu vực vịnh Hạ Long trở thành đất liền. Các thung lũng, bồn trũng và đồng bằng karst lại tiếp tục chịu tác động của dòng chảy mặt, nước ngầm và quá trình hòa tan đá vôi.

Các dấu tích hang động cổ được bảo tồn ở nhiều độ cao khác nhau trong các đảo đá hiện nay là một trong những bằng chứng quan trọng cho thấy cảnh quan karst từng trải qua những giai đoạn phát triển trên đất liền. Chúng từng là các đường dẫn nước ngầm, thoát nước từ những phễu karst và bồn trũng khép kín. Khi các khối đá bị chia cắt, những hang động này bị biến đổi, một phần bị phá hủy, một phần được bảo tồn và ngày nay lộ ra trên các vách đảo.

Khi mực nước biển dâng trở lại, biển từng bước tràn vào các thung lũng và vùng trũng karst, chia cắt cảnh quan núi đá vôi liên tục thành những đảo đá riêng biệt. Quá trình này không chỉ làm thay đổi quan hệ không gian giữa các khối núi mà còn tạo ra một môi trường xâm thực mới - môi trường biển.

Sự khác biệt giữa các đảo đá và các vùng nước nông giữa đảo vì thế không đơn thuần là sự phân bố ngẫu nhiên của đá và nước. Chúng phản ánh mối quan hệ giữa địa hình karst cổ trên đất liền với quá trình biển tiến, ngập chìm và biến cải địa hình về sau.

Những dấu ấn của quá trình biển xâm thực

Khi biển tràn vào cảnh quan karst, sóng, thủy triều và nước biển bắt đầu tác động trực tiếp lên chân các đảo đá vôi. Tuy nhiên, quá trình biến cải không chỉ đơn thuần là sự phá hủy cơ học do sóng mà còn có sự tham gia đáng kể của quá trình hòa tan đá vôi trong môi trường biển.

Một trong những dạng địa hình đặc trưng nhất là các ngấn hàm ếch biển hình thành ở chân vách đảo. Nước biển, đặc biệt tại vùng dao động thủy triều, kết hợp với quá trình hòa tan đá vôi đã tạo ra những hốc lõm, khoét sâu vào chân các vách đá. Theo thời gian, các ngấn này mở rộng, phát triển thành mái vòm, hang hàm ếch và những hang luồn xuyên qua khối đá. Những ngấn hàm ếch được phân bố ở nhiều độ cao có thể được xem là những dấu tích ghi lại quá trình biển xâm thực qua nhiều thời kỳ. Chúng không chỉ phản ánh tác động của mực nước biển hiện tại mà còn lưu giữ dấu ấn của những thời kỳ mực nước biển từng cao hơn trong quá khứ hoặc phản ánh quá trình nâng kiến tạo của khu vực. 

Những hòn đảo mang hình thù kỳ lạ - dấu tích của quá trình sạt lở và chia cắt

Bên cạnh quá trình hòa tan và xâm thực biển, một yếu tố quan trọng khác góp phần tạo nên hình thái đa dạng của các đảo đá vịnh Hạ Long là quá trình đổ lở, trượt lở và sạt lở khối đá vôi.

Trong một khối đá vôi có hệ thống khe nứt, mặt phân lớp và các mặt yếu phát triển, tác động lâu dài của phong hóa, hòa tan, trọng lực và các yếu tố ngoại sinh có thể làm mất dần tính ổn định của sườn đảo. Khi điều kiện cân bằng bị phá vỡ, một phần hoặc toàn bộ khối đá có thể tách khỏi sườn núi, đổ xuống chân đảo hoặc trượt theo các mặt phân lớp.

Điều thú vị là một số hình thái đảo đá mang giá trị thẩm mỹ đặc sắc trên vịnh Hạ Long lại chính là sản phẩm của những quá trình phá hủy tự nhiên đó. Hòn Chó Đá là một ví dụ tiêu biểu. Theo tài liệu nghiên cứu tai biến địa chất, hòn đảo này thực chất là một phần bị sạt lở từ đảo Đầu Gỗ, sau đó tồn tại tách biệt với khối đá gốc. Hòn Cọc Chèo cũng được xem là sản phẩm của quá trình sạt lở trên Vịnh. Trong khi đó, hòn Con Cóc và hòn Xếp thể hiện dấu ấn của quá trình trượt lở theo các mặt lớp đá vôi. Sự tách rời của các khối đá theo mặt phân lớp đã góp phần tạo nên hình dáng riêng biệt, độc đáo của những hòn đảo này.

Những khối đá lớn nhỏ nằm dưới chân đảo, những mỏm đá tách rời nhưng vẫn tựa sát vào khối đá gốc hay các đảo nhỏ nằm gần đảo lớn có thể là những dấu tích trực quan của quá trình phá hủy và tái cấu trúc địa hình đang diễn ra. Từ góc nhìn địa mạo, sạt lở không chỉ là một hiện tượng tai biến cần được theo dõi, quản lý mà còn là một mắt xích trong chuỗi tiến hóa tự nhiên của cảnh quan karst. Quá trình này góp phần làm thay đổi đường nét sườn đảo, mở rộng các vùng biển giữa đảo và từng bước tạo nên những hình thái địa hình mới.

Vịnh Hạ Long - một cảnh quan karst vẫn đang tiếp tục tiến hóa

Nhìn tổng thể, cảnh quan vịnh Hạ Long ngày nay là kết quả của sự kế tiếp và tương tác giữa nhiều quá trình địa chất, địa mạo trong thời gian rất dài. Từ một khối núi đá vôi rộng lớn trên đất liền, quá trình hòa tan và xâm thực đã tạo nên những đỉnh chóp, tháp đá, phễu karst, thung lũng và đồng bằng karst. Những dao động mực nước biển trong Pleistocene làm thay đổi phạm vi phân bố của môi trường lục địa và biển, khiến cảnh quan nhiều lần chuyển đổi giữa trạng thái phơi lộ và ngập chìm. Khi biển tiến, các vùng trũng bị nhấn chìm, những đỉnh núi đá vôi trở thành đảo, đồng thời chân đảo và các vách đá tiếp tục bị biển xâm thực, khoét lõm. Cùng với đó, quá trình phong hóa, hòa tan, đổ lở và trượt lở vẫn không ngừng làm biến đổi hình thái các đảo.

Có thể nói, mỗi đảo đá trên vịnh Hạ Long là một phần còn lại của lịch sử tiến hóa cảnh quan karst; mỗi vách đá, hang động, ngấn biển hay khối đá sạt lở đều có thể chứa đựng những thông tin về các giai đoạn phát triển khác nhau của địa hình Ngày nay, quá trình tiến hóa ấy vẫn tiếp tục diễn ra. Nước mưa thấm qua các khe nứt, hòa tan đá vôi; nước biển và thủy triều tác động lên chân đảo; các vách đá tiếp tục phong hóa, nứt vỡ và có thể xảy ra đổ lở. Những thay đổi này diễn ra với tốc độ khác nhau, có quá trình rất chậm, khó nhận biết trong thời gian ngắn, nhưng cũng có những sự kiện xảy ra đột ngột, để lại dấu tích rõ rệt trên cảnh quan.

Vịnh Hạ Long không phải là một bức tranh địa hình đã hoàn thiện và bất biến, mà là một cảnh quan địa chất sống động, vẫn đang vận động và tiếp tục được thiên nhiên kiến tạo. Đọc hình thái các đảo đá hôm nay cũng chính là cách chúng ta lần tìm những trang lịch sử địa chất của vịnh Hạ Long và nhận diện đầy đủ hơn giá trị địa chất, địa mạo nổi bật của Di sản thiên nhiên thế giới.

Trần Thị Hạnh