Địa hình carxtơ (cacxtơ, Karst) - "mẹ" của Blue hole

(trong diendankhienthuc.net, trích)

Chúng tôi đã giới thiệu về Blue hole (Lỗ xanh) - những hang carxtơ sụp nóc và đã nằm lại dưới đáy biển. Nay xin giới thiệu về sự hình thành địa hình, hang carxtơ – “mẹ” của Blue hole (Sinkhole).

Từ Carxtơ hay cacxtơ trong tiếng Việt là phiên âm của Karst trong tiếng Đức.

Carxtơ là hiện tượng phong hóa đặc trưng của những vùng núi đá vôi bị nước chảy ăn mòn. Sự ăn mòn không phải do cơ chế bào mòn cơ học, mà do hóa học. Khí dioxit cacbon (CO2) trong không khí hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hyđrô (H+) tạo thành axít cacbonic. Axít cacbonic là thủ phạm chính trong quá trình ăn mòn đá vôi. Sản phẩm của quá trình phong hóa carxtơ là các hang động phức tạp với các nhũ đá đá, sông suối ngầm,...

Địa hình carxtơ là địa hình của các kiểu phân rã đặc trưng, (thường) được đánh dấu bởi các hệ thống thoát nước theo hang động ngầm dưới đất. Đây là khu vực mà nền đá có lớp bị hòa tan hoặc các lớp thường là đá cacbonat (như đá vôi hay đôlômít). Những chỗ này có rất ít hoặc không có hệ thống thoát nước bề mặt.

Chúng là kết quả của mưa axít nhẹ tác động lên nền đá vôi hay đôlômít và hòa tan một phần các chất chứa trong các loại đá này. Các hạt nước mưa đi qua khí quyển đã hòa tan khí CO2 tạo thành Axít cacbonic. Mưa ngấm qua các lớp đất thu thập thêm CO2 tạo ra dung dịch axít cacbonic yếu: H2O + CO2 → H2CO3. Axít yếu này hòa tan các chỗ đứt gãy và các lớp đá trong các tầng đá vôi. Theo thời gian, các chỗ đứt gãy này to dần lên bởi nền đá vẫn tiếp tục bị hòa tan. Các khoảng rỗng trong các lớp đá tăng dần về kích thước và hệ thống thoát nước ngầm sẽ hình thành và phát triển, sẽ cho nhiều nước đi qua hơn, làm tăng tốc độ hình thành các carxtơ ngầm, như hố sụp, thung lũng (lòng chảo khép kín), khe sâu thẳng đứng, dòng suối đột ngột biến mất.

Sự ăn mòn ở các vùng bờ biển đá vôi, thường là các vùng nhiệt đới, đã tạo ra địa hình carxtơ điển hình, bao gồm bề mặt makatea rõ nét phía trên mực nước biển và các chỗ cắt là kết quả của các hoạt động sinh học hay xói mòn sinh học tại (hoặc phía trên một chút) mực nước biển.

Nhũ đá, măng đá, cột đá: Canxi cacbonat bị hòa tan bởi nước chứa axít nhẹ có thể tích tụ lại. Trong các hang, các nhũ đá, măng đá, cột đá được hình thành nhờ sự tích tụ của canxi cacbonat và các khoáng chất bị hòa tan khác khi nước nhỏ giọt từ trên xuống, từ dưới lên, từ hai phía gặp nhau.

Những sự hình thành khác, gồm các “tấm đệm” (trong đó dòng chảy là từ các vết nứt chứ không phải là từ các điểm) và lớp cặn canxi, xuất hiện khi dòng chảy của nước giàu canxit bị cản trở làm canxit lắng xuống theo dòng chảy. Helictit là sự hình thành có dạng vòng xoắn gắn liền với mái và tường của hang. Các dạng hình thành do dòng chảy nhiều hơn là do các vũng nước đọng, chúng có dạng như cái ao và chứa nhiều tinh thể canxit hay aragonit cỡ lớn hơn – kết quả của sự bốc hơi chậm. Các con sông từ các hang đá vôi cũng có thể tạo ra các thềm khoáng chất chứa các lớp trầm tích canxit - khi nước thoát khỏi môi trường hang động giàu CO2.

Các chỗ đất sụt trong địa hình carxtơ (có thể) phát triển cho đến khi các lỗ hổng bề mặt đủ lớn làm mái hang động ngầm bị sụp bất ngờ.

Đất đai trong khu vực carxtơ có thể màu mỡ với lượng mưa đầy đủ, nhưng nước mưa sẽ nhanh chóng chui xuống các đường nứt vào trong đất, (đôi khi) làm cho mặt đất bị khô nẻ ngay trong khoảng thời gian giữa trận mưa.
H: Vịnh Hạ long - một địa hình carxtơ điển hình.