Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung của bài viết gồm: tổng lượng nước và sự phân bố của chúng trong thủy quyển; nước trong biển và đại dương; nước trong khí quyển; nước dưới đất; nước trong cơ thẻ sinh vật; nước trên bề mặt các lục địa; chức năng của thủy quyển; cái nôi của sự sống trên trái đất...
Đ ỊA CHẤT T H U Ỷ V Ă N 407 Tầng bán áp trường h ợ p đ ặc biệt tầng có Fetter c w., 2001 Applied Hydrogeology 4th Edition Prentice áp, m đ y tầng chứa n ớc lớp thấm Haỉỉ 598 pgs Nevv York, USA nước yêu ch o p h ép vận đ ộ n g thăn g đ ứ ng Freeze R A., Cherry J A., 1979 Groundvvater Prentice Haỉỉ 604 a) Tùy thu ộc v o thành p hần đất đá chứa nước, pgs N ew jersey/ USA tủy thuộc v o đ ộ h ổ n g hốc, có th ể p h ân biệt loại López-Geta Juan Antonio, Fomés Juan Maria, Ramos Gerardo, tầng chứa nước: tầng chứa n c lỗ h ổng, tầng chứa Villarroya Fermin, 2006 Groundwater A natural undernư ớc khe n ứ t tầng chứa n ớc khe nứt-karst [H.2] ground resource Authors: Legal deposit: M-8122-2006; NI- Tài liệu tham khảo Davis S.N., D e YViest R.J.M, 1966 H ydrogeoỉogy 2™* Edition John W iley & Sons 463 pgs N ew York, USA, Dom enico p A., Schw arz F YV., 1997 Physical and Chemical PO: 657-06-011-4 ISBN: 84-7840-618-2 Hiscock K.# 2005 Hydrogeology Principles and practice Blackivell Publishing 389 pgs Oxíord UK Price, Mv 1996 Introducing Groundvvater 2nd Editìon Chapman & Hall 278 pgs London, ƯK H ydrogeology 2nd Edition Ịohn W iley Sons 528 pgs N ew York, USA Thuỷ V õ Công Nghiệp Hội Địa chất Thủy văn Việt Nam Giới thiệu Toàn b ộ k h ô n g gian chứa n c thiên nhiên hành tinh trạng thái lòn g, rắn, - tạo thành thủy q uyến Trái Đât C h ú n g chủ y ế u chứa đại d n g , p h ẩn lại - thạch quyến, k hối b ăn g tu yết hai địa cực núi cao, sôn g h ổ lụ c địa, tron g khí q u y ến thê sin h vật Ranh g ió i th ủ y q u y ể n b ể m ặt tiếp xúc giữ a tầng đ ố i lưu tầng b ìn h lưu khí quyển, đ ộ cao từ 8-1 Okm (ở v ù n g cực) đ ến 16-18km (ở xích đạo) bên m ặt đất R anh giớ i d i (đ ộ sâu tổn n c th ế lỏ n g tron g thạch q u yển ) chưa có ý kiến th ố n g nhất, p hần lớn nhà k hoa h ọc q uy ước khoản g 12-16km (riêng n h ữ n g v ù n g hoạt đ ộn g núi lửa đ ộ sâu đ ó vài trăm m ét d i m ặt đất, chí n ô n g hơn) M ột s ố ý k iến khác lại cho ranh g iớ i củ a th ủ y q u y ến p hải đ ến đ ộ sâu 30-40km n o i nhiệt đ ộ tới h ạn đ ạt ,2 °c áp suâ't 218,5atm, n a i toàn b ộ n c b iến thàn h Tổng lượng nước phân bố chúng thủy T lư ợ n g n c tron g th ủ y q u yển theo tính tốn khác n h au d a o đ ộ n g k hoản g 1.300-1.500 triệu km T h eo s ố liệ u n g b ố ch ín h thứ c ƯNEP n ăm 2002 1.368 triệu k m 3, th n g đ ợ c làm tròn 1,4 tỷ km 3, b ằn g k hoản g 0,023% khối lư ợ n g Trái Đất, p h ân b ố khác n h au theo từ n g đ ố i tư ợ n g [Bảng 1] Tổng lượng nước nêu không bao hàm nước manti trạng thái siêu tới hạn Theo Derpgols V.F (,4epnro;ibij B.0., 1979) lượng nước chứa m an ti có th ể đạt tới 20 tỷ km 3, tức gâ'p 14 lần lượng nước thủy theo s ố liệu UNEP Bảng Phân bố nước Trái Đất Thành phần Thẻ tích (1.000 km3) % trữ lưọng giói Thời gian lưu giữ trung bình Tổng số 1.386.000 100 2.800 năm Đại dương 1.338.000 96,5 3.000 đến 30.000 năm Băng tuyết 24.364 1,76 đến 100.000 năm Nước mặn đất 12.870 0,93 Vài ngày đến hàng nghìn năm Nước nhạt đất 10.530 0,76 Vài ngày đến hàng nghìn năm Hồ nước nhạt 91 0,007 đến 500 năm Hồ nước mặn 85 0,006 đến 1.000 năm Hơi ẩm thổ nhưỡng 16,5 0,001 tuần đến năm Nước khí 12,9 0,001 tuần Nước đầm lầy 11,5 0,001 Vài tháng đến năm Nước sơng ngòi 2,12 0,0002 Nước thể sinh vật 1,12 0,0001 tuần đến tháng tuần 408 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÁT Gần đ ây tạp chí N ature (12/3/2014) cũ n g đăng tải g trình m ới nhà địa chất Canada Graham Pearson n ghiên cứu v ề lư ợn g nước m anti, dựa kết phân tích m ột m ẫu khốn g vật rin gw ood it đá núi lửa nhặt Brazil năm 2009 Ringvvoodit biến thê đa hình olivin, hình thành điểu kiện nhiệt độ áp suất lớn, thường gặp thiên thạch đới trung gian m anti d ới m anti Trái Đâ't, đ ộ sâu từ 410 đến 660km, có khả chứa tới 1,5% nước dạng ion hydroxid G Pearson ước tính lượng nước tàng trữ đới có th ể tương đương tồng thể tích tất đại d ơng th ế giới Tuy nhiên nhà khoa học khác cho tính tốn dựa vào m ột mẫu vật bé nhỏ (5mm) nhât nên không đủ tin cậy N h vân đ ề nước manti đến bỏ n gỏ giới khoa học công nhận tổng lượng nước thủy "khoảng 1,4 tỷ km 3" Nước biển đại dương Từ Bảng ta thấy phần lớn (96,5% thê tích) nước thủy quyến tập trung đại d ương biển (tức 1,338 tỷ km3), phủ 70% diện tích tồn cầu (khoảng 361 triệu km 2) Trong bán cẩu nam, nước chiếm 81% diện tích, đất nối 19% nên người ta gọi đ ó "bán cẩu nước" N gư ợc lại, bán cẩu bắc, nước chi phủ 60,6%, đất 39,4%, nên gọi "bán cẩu đất" Thái Bình D ương đại dương lớn nhất, chiếm gần 50% diện tích 52% thê tích đại dương th ế giới (tương ứng 178 triệu km khoảng 710 triệu km3) Đ ộ sâu trung bình đại dương 3.795m, đ ộ sâu lớn nhât ỉà 11.034m (vực biến Mariana phía đ ơng Philippin) Tồn nước biển đại dương nước mặn với độ m uối trung bình 35g/l, cao 44g/l Biển Đỏ, thấp 2g/l biên Baltic N ếu tính nước mặn thủy vực nội địa (biển kín, hơ' mặn, nước mặn đất) tồn nước mặn thủy chiếm 97% Phẩn nước nhạt (nước ngọt) chưa đẩy 3% (gồm khoảng 2,9% thể tích sơng hổ, băng đinh núi cao lục địa tạo thành báng (cryosphere) Tổng diện tích n ng vùng băng tuyết gần 15 triệu km (10% d iện tích đất liền) thể tích khoảng 25 triệu km (1,74% thủy quyển), riêng băng N am cực chiếm 90%, phần lại phân b ố Greenland (8%) nơi khác (2%) Bề dày lớn lớp băng N am cực khoảng 4.800m, trung bình 2.160m N hữ n g sô' liệu thay đối năm - v ể m ùa xuân - hạ diện tích lân thể tích đểu thu hẹp d o băng tuyết tan; v ể m ùa đ ơn g ngư ợc lại - diện tích lẫn thể tích vù ng băng tuyết phủ gia tăng băng tuyết phủ dày lan rộng H iện nay, hậu ấm lên toàn cẩu, mũ băng địa cực đ inh n ú i cao lục địa tan chảy nhanh chóng Trong theo d ự báo nhà khoa học, đ ến năm 2080, chí có ý kiến cho đến năm 2030, Bắc cực khơng băng nừa, băng N am cực mât khoảng 200 tý năm cù n g chung s ố phận với Bắc cực tư ơng lai Bên nội địa, m ũ băng hùng v ĩ n h ữ n g đ ỉnh núi cao Kilimanjaro (Châu Phi), A lp es (Châu A u), A ndes (Châu Mỹ) cũ n g lẩn lượt biến m ât theo tiến trình biến đổi khí hậu thập ký tới h ay đến cuối kỷ 21 - đẩu th ế kỷ 22 Toàn băng tuyết n ớc nhạt, tan chảy hết hòa vào đại d ơng, ch ú n g b iên thành nước mặn, khiến cho lượng nước nhạt hành tinh su y giảm nghiêm trọng Nước khí Trong khí nước chủ y ếu có m ặt tầng đối lưu, - (m ây, sư n g m ù), lỏn g (hạt mưa), rắn (tuyết, m ưa đá), với tổng th ể tích thời điểm khoảng 12.900km (quy th ể lỏng), phẩn lớn phân b ố m iển xích đ o giảm dẩn v ề địa cực C húng đư ợc hình thành d o bốc từ biển, đại dương, thủy vự c nội địa, từ độ ẩm thơ nhưỡng, thảm thực vật, h ô hấp đ ộng vật, thăng hoa b ăng tuyết Lượng nước hầu n h k h ôn g đổi khoảng thời gian tương đối dài có khả tự đ iểu tiết - nư ớc q n h iều n ó tích tụ thành m ưa rơi xu ống mặt đất đê g iảm bớt; - tuyết, nước ngầm nhạt); 0,1% nước phân tán khí thể sinh vật N hững s ố liệu cho thây lượng nước hành tinh phong phú phẩn dùng cho sinh hoạt sản xuất ít, lại phân b ố khơng đểu theo không gian thời gian ngày suy thối tác động nhân sinh (bị nhiêm) nên nhân loại đứng trước môi bốc tù’ m ặt đất sê đ ợc tăng cư n g đ ể bù lại Tính chung tồn cầu, lư ợn g bốc đạt khoảng 520.000 km 3/năm lư ợng m a cù n g ngần ấy, đe dọa "khát nước" th ế kỷ 21 tạo nên cân nước thiên nhiên Bảng tuyết Thành phần quan trọng thứ hai thủy quyến băng tuyết (nước thê rắn) phủ hai địa cực, vùng đóng băng thường xuyên N ớc khí nhân tố q uyết định hình thành thời tiết Trái Đất m ột khâu quan trọng v ò n g tuần hồn nước thiên nhiên với "đổi mới" thư ờn g xu y ên theo chu kỳ 7-10 ngày Đ ỊA CHẤT TH U Ỷ V Ă N Toàn nước khí quyến nước nhạt siêu nhạt vớ i thành phẩn ion chủ yếu bicarbonat calci, m iên b iến có thêm Cl, N a pH trung tính Trước nước khí quyến xem "tinh khiết", an toàn vệ sinh, ngày d o phát triên mạnh m ẽ hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải, v.v với phát triển ổ ạt khí độc, bụi, vi sinh vật gây bệnh, nước bị ô nhiễm nặng nề, nguy hại nhât tượng "mưa ađd" (pH hạ thấp tới 5,6; có nhỏ hơn), tác động xấu đến môi trường 409 N h n g hổ dư ới băng m ôi trường sống cho loài thủy sinh nhữ ng m iền băng giá vĩnh cửu Nước đắt N ớc đât hình thành thâm nước mưa, nước mặt (nước thấm lọc), n gư ng tụ ẩm đất, tổn lưu nước trầm tích, nước chôn vùi cố, tử phun trào núi lửa n ng m iệng thoát thủy nhiệt đáy đại d ơng (nước manti) N ớc đất hình thành b ổ su n g nhân tạo V ề lượng nước đất thủy có Nước thẻ sinh vật (nước sinh học) Trong th ể m ỗi sinh vật Trái Đất, nước chiếm từ 40-60% đến 70-90% nừa (tới 95-98%) tùy theo tửng lồi, lứa tuổi phận khác Tính trung bình cho sinh khối tồn cầu, nước sinh học đạt khoảng 1.120 km (chưa đẩy 0,0001% thê tích thủy quyển, v ì có khơng k ể đến), đ ó nước thê vi sinh vật chiếm nhiều nhât, thứ đ ến - thực vật đ ộng vật, nhât thê người R iêng đối vói lồi người, theo tính tốn V F D erpgols (1979), dựa vào tài liệu kiểm kê dân s ố th ế giới vào năm 1975, khoảng tỷ ngư ời tổng lượng nước sinh học tồn nhân loại đạt 0,18km D ự báo đến dân s ố th ế giới tăng gấp đơi (8 tỷ) lượng nước sinh học th ể loài n gư ời đạt 0,36km Nước bề m ặt lục địa Trên b ể m ặt đất liền nước tồn sông hổ, đầm lẩy, d o tích tụ lượng m ưa rơi, băng tuyết tan, n gu ồn lộ nước n gẩm với tống th ế tích gần 190 n g h ìn km (khoảng 0,014% tồn thủy quyển), đ ó nước sơn g n gòi ch i chiếm 2.120km (bằng 0,006% tốn g lượng n c nhạt Trái Đất), lại nước đ ẩm h ổ nhạt (102.500km 3) m ặn (85.000km 3) SỐ liệu cho thây lư ợn g nước sôn g h ổ hạn chế, lại phân b ố k h ôn g Lượng nước h ổ nhiều gâp trăm lần nước sô n g n hư n g phẩn nhiều tích tụ M ột s ố h ổ lớn (hổ Baikal N ga chiếm 20% lượng n c nhạt th ế giớ i) N ớc sôn g chi p hon g p h ú 16 d ò n g chảy lớn thuộc Châu Á - 30,6%; Bắc M ỹ - 17,9%; N a m M ỹ - 27,6% Trừ phần nước m ặn ô nhiễm , nước sôn g hổ củ n g với nước đất n gu ồn cung cấp q uý giá cho nhu cẩu sin h hoạt, sản xuâ't ngư ời d u y trì số n g cho sin h vật đất liền Đ ây n g u ồn bô su n g quan trọng cho nước đâ't M ột đ iều Tắt lý thú lớp băng phủ đất liền ò n hiều nơi củ n g tồn nhừng hổ nước th ế lỏn g n hư d ới m ủ băng N am cực nhà địa chât A nh p hát h iện khoản g 200 hổ, đ ó có hổ V ostok kích thước 250x50km , tổn suốt 15-25 triệu n ăm qua d ới lớ p b ăn g d ày 4km Greenland phát đ ợ c h ổ d ới băng độ sâu 800m n h iề u SỐ liệ u kh ác n h a u , tro n g đ ó đư ợ c chấp n h ậ n rộng rãi s ố liệu ƯNEP [Bảng 1] 23.416.500km3/ gồm 10.530.000km3 nước nhạt, 12.870.000km3 nước mặn 16.500km3 nước đới thổ nhường Lượng nước chi giới hạn phạm vi đất liền Trên thực tế, lòng đât đ áy đại dương tổn tẩng chứa nước ngầm lớn, độ khống hóa thâp, lượng nước phong phú, hình thành n ng thời kỳ biển thoái đường thâm lọc nước mưa, nước mặt Đ ến thời kỳ biến tiến chúng bị chôn vùi đáy đại d ơng qua hàng triệu, hàng tỷ năm đến tận ngày Bằng chứng nhà địa chât Australia phát thềm lục địa m ột S Ố vù ng biến Australia, Bắc Mỹ, N am Phi, Trung Quốc, v v , n n g tầng chứa nước khống hóa thấp với tống trữ lượng đến 500.000km 3, tức gâp 100 lẩn lượng nước khai thác toàn th ế giới 100 năm qua [H l] N h nhiều vù ng tương tự đáy đại d ơng th ế giới với tổng diện tích 361.000.000km tàng trừ m ột lượng nước khổng 16 chưa đư ợc nghiên cứu N ếu tính lượng nước m anti từ vủ trụ d o thiên thạch, tiểu hành tinh, Sao C hối m ang đến tống lượng nước hành tinh khơng hạn ch ế s ố 1,4 tỷ km Chức thủy Tuy thủy đư ợc phân thành m ột độc lập n hư ng khơng gian phân b ố n ó phẩn lớn giao thoa, ch ổn g lấn tư ơng tác chặt chẽ với khác Trái Đâ't, phẩn khí (tầng đối lưu), tồn sinh q uyển tầng thạch (vỏ Trái Đất) Với vị trí vậy, thủy có vai trò quan trọng lịch sử tiến hóa Trái Đất sốn g hành tinh với n hữ ng chức sau Cái nôi sống Trái Đắt Sự sống Trái Đất bắt nguồn từ đâu? Câu hỏi lôi ý nhà khoa học trải qua nhiều tranh luận với nhiều giả thuyết đ ể xuât H iện m ột luận thuyết đ ơng đảo giói khoa học quan tâm - sống nguyên thủy xuất 410 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÀT w su n s r iu & i ^ ó e l. EđB| mrcppg * I*1»K=«||T _ _ Esaasa Il’:7iT ^:*3rĩIĨ:T Ử Y T I^ ĨĨT jp a ELSEMSgĩH EhaHsaar" K am B ĩn rnC ỳ r m , , , 3TE sm UMỈIsTl!*r c ỉ k H ^lllti B snE a ầ tỂ M Ẽ Ê _ EESn rom Đồn Bredasd TĩSSEữm EBBEHB Hình Những tầng chứa nước nhạt lòng đất đáy đại dương nhà địa chất Australia phát với tổng trữ lượng 500.000 km3 (Nature, 4/12/2013) khoảng 3,5 tỷ năm trước (từ nguyên đại Arkei) dạng n hữ n g th ế đơn bào thoát tử nhữ ng m iệng phun thủy nhiệt đáy đại d ơng [H.2] Qua q trình tiến hóa chúng biến thành nhừ ng sinh vật cao cấp với s ế lượng p hon g phú đa dạng mà tuyệt đỉnh loài N gư i - sinh vật có trí tuệ d u y hệ M ặt Trời (xem m ục từ "Arkei") N hư vậy, nước n guồn gốc sốn g, nói cách khác, k hơng có nước Trái Đất m ột hành tinh tro trụi, hoang vu vật chứa nhiều nước n hư bạch tuộc (95-98%), giu n (84%), cá (70%), rong tảo (90-98%), v v Chính v ì hồn tồn có lý nhà khoa học, văn sĩ họa sĩ Ý Leonardo da Vinci (1452 - 1519) phát biểu: "nước nhựa sông Trái Đ ất" nhà văn Pháp s Exupéry củ n g khẳng định "nước ch ín h sống" Dưỡng chất nuôi sống sinh vật Trái Đất Sự sống bắt n gu ồn từ nước nước n uôi dường từ lúc sinh lúc chết Đ ối với người, m ỗi ngày cần 2,5 lít nước đ ể uống N ếu tính nước sinh hoạt suốt đ òi m ôi cá th ể cần 25 nước Các sinh vật khác cần có nư ớc với s ố lượng khác n hư n g khơng có lồi không cần nước F tW ệầ 'y an* ■ N ớc vào th ể chủ yếu đ ờng ăn u ốn g dạng tự do, gel hydrat hóa N ó có chức hòa tan chất dinh d ỡng hừu (glucid, lipid, protit, vitam in) v (các m uối khống n guyên tố vi lượng: Na, K, Ca, p, Mg, Fe, I, Br, F, Si, v v ) vận chuyển chúng đến nuôi d n g t ế bào, mô, quan phủ tạng Mặt khác nước "thu gom" chất cặn bã, độc hại đào thải chúng qua đ ờng tiết K hơng có nước, m ọi hoạt đ ộn g tiêu hóa, tuần hồn, tiết ngưng trệ người chết sau - ngày (trong nhịn ăn có th ể chịu đ ự n g qua - tháng) Bộ máy điều hòa khí hậu Trong th ể người, nước chiếm 70% trọng lượng, tập trung chủ yếu huyết tương (92%), não (84%), m áu (80%), m ỡ (86%); xư ơng (22%), da (30%), v v Khi th ể m ất tới 12% nư ớc người khơng th ế tổn N hiều loại đ ộn g vật, thực Thủy q uyến m ột mặt hấp thụ b ứ c xạ Mặt Trời đ ế sưởi ấm cho Trái Đất cung cấp lư ợn g cho sinh vật, m ặt khác phản xạ ánh sá n g Mặt Trời trở lại vũ trụ với suất phản chiếu (albedo) lớn (tới 50-80% từ b ể m ặt đại dương, 80-85% tử ló p băng tuyết tươi) # * r X *ẹ • > • •i Hình Miệng phun thuỷ nhiệt đáy biển Đ ỊA CHẤT T H U Ỷ V Ă N giừ cho Trái Đât khỏi bị Mặt Trời "thiêu đốt" hạn ch ế tượng n óng lên hành tinh Vậy thủy quyên n hân tố quan trọng góp phẩn hạn c h ế biến đổi khí hậu Trái Đ â t Biên, đại d n g đât ngập nước củng xem "giếng carbon" có chức hấp thụ lưu giừ khí thải C O đ iểu kiện tự nhiên, góp phẩn ngăn chặn tác hại hiệu ứ n g nhà kính Các dòng hải lu n âm lạnh đại d ơng coi n h ữ n g “băng chuyển" v ĩ đại, vận đ ộng không ngừng x u y ên qua m iền địa lý củ n g có tác dụng điểu hòa khí hậu tồn hành tinh Nhân tố tạo nên thời tiết N ớc thê khí tập trung chù yếu tầng đối lưu, củ n g với khí quyên vận đ ộ n g liên tục theo phương nằm ngang củ n g n hư p hư ơn g thẳng đứng, thúc đ ẩy hình thành m ây mù, sư ơn g giá, khô ẩm, mưa n ắn g, giôn g tố, sấm sét, v v tạo nên thời tiết đa dạng, luôn biến đổi theo thời gian khơng gian “Nhà điêu khắc” tài ba Qua q trình tư ơng tác vớ i m ôi trường chứa, nước hòa tan, rửa lũa, phá h úy đất đá cù n g vật chất hữu ca m ang n h ữ n g vật liệu v ỡ vụ n ớc tính 12km 3/n ăm N h ữ n g vật liệu n ày d ồn v ề phẩn thấp th ú y vực (chủ yếu đ áy biến, đại dương phần nhỏ đến vùng đất ngập nư ớc nội địa) Sau ch ú n g đ ợ c lắn g đ ọ n g thành lớp v ỏ trầm tích d ày từ vài trăm m ét (ở m iền nền) đ ến 5km h n nửa (ở m iền võn g), trung bình tồn cầu 2/4k m / b ao phủ 5% b ể m ặt Trái Đâ't, n hiều nơi tích tụ thành n h ữ n g m ỏ k hoán g sản khác với trữ lư ợng lớn, nằm b ể m ặt bên dư ới đáy biển C ũng n n g tác đ ộn g bào xói, trơi nước "chạm trổ" nên nhiều kiểu địa hình phong phú với n h n g cảnh quan ngoạn m ục b ể mặt hành tinh Ớ mặt đất, d o tác đ ộn g nước hoạt đ ộn g karst hình thành nhừ ng d òn g sôn g ngầm lúc ẩn lúc đầy vẻ huyền bí, nhừng hang đ ộ n g kỳ v ĩ trang trí n ng khối thạch nhủ ngoạn m ục (xem m ục từ Karst) Vì n c đ ợc vinh danh "nhà điêu khắc tài ba" Con đường giao thông LPU việt Biến, đại d n g thủy vực nội địa đ ờng giao thơn g thuận tiện có giá trị kinh t ế cao H iện phẩn lớn hàng hóa lun thơng th ế giới đư ợc vận ch u yến theo đ n g thủy n hữ n g p hư ơng tiện h iện đại với tải trọng lớn, giá thành thấp nên thư ờn g chiếm ưu th ế so với đ ờng bộ, đ ờng hàng không 411 Kho tài nguyên thiên nhiên đa dạng phong phú Biển, đại d ơng thủy vự c nội địa xem "kho chứa" nhiêu loại tài n gu yên thiên nhiên p hon g phú, chủ yếu thủy sản, khoáng sản, lượng, du lịch thủy sản Biến m ôi trường sống khoảng 25 nghìn lồi thực vật, 180 nghìn lồi đ ộn g vật thủy sinh lường cư, tạo nên m ột lư ợng sinh khối khoảng 34,2 tỷ tấn, gồm 32,5 tỷ tân sinh khối đ ộn g vật 1,7 tỷ tân sinh khối thực vật (theo N g u y ền Chín, 2008), cung cấp cho nhân loại hàng chục, hàng trăm tý tân thủy sản/năm khoáng sản N ớc biển, đại d ơng h ổ m ặn v í loại "quặng lỏng" chứa hầu hết n gu yên tổ có Trái Đất với tống trữ lượng có th ế tới 48.1015 tấn, nhiều m uối ăn (41.000.000 tỷ tấn), M g (1.900.000 tỷ tấn), s (1.200.000 tỷ tấn), Ca (560.000 tỷ tấn), K (530.000 tý tấn) Các n gu yên tố khác - từ đến 100.000 tỷ tân, đ ó riêng lư ợng vàng tới tý kg, đem chia đểu cho toàn loài người Trái Đât (7 tỷ người) m ỗi người nhận đư ợc lk g (K udelsky A., 1973) Tuy nhiên, n h n g "của cải" đ ó chí nhừ ng s ố lý thuyết, k hơng có ý nghĩa thực tiễn v ì chúng cự c kỳ phân tán mà với trình đ ộ công nghệ tách ly được, trừ m ột s ố nguyên tố hợp châ't khai thác từ nước m uối ăn, Br, I, K, Mg, v.v Trong SỐ khoáng sản bên dư ới đ áy biến nhiểu loại có n guồn gốc trầm tích - hình thành m trường nước Có giá trị cơng n ghiệp kinh t ế lớn dầu m ỏ khí đốt tàng trữ n h ữ n g cấu tạo trầm tích đá m óng kết tinh đáy biển, chủ yếu thềm lục địa H iện có đến 30% trừ lượng dầu m ỏ 27% sản lượng khí đốt th ế giới khai thác từ biến, nhiều khu vự c Trung Đ ông Mỹ La tinh Về khoáng sản rắn nguồn gốc trầm tích, hình thành đường lắng đọng học, hóa học, sinh hóa thủy vực tích tụ đáy đại dương tạo th n h n h ữ n g tụ kh o án g n h iề u k h i có trừ lư ợ n g lớ n , tiêu biểu m ỏ m angan, sắt, phosphorit, kaolinit, bauxit, m uối natri, m uối kali, v v D ưới đáy biến phong phú tụ khoáng sulfur nhiệt dịch đa kim hình thành nhửng vù n g núi lửa hoạt đ ộng quanh nhữ ng m iệng phun thủy nhiệt N hữ n g m ỏ nhiệt dịch hình thành lục địa lắng đ ọng khoáng chất từ nguổn nước nóng lộ mặt đất gần mặt đất đầm phá ven biến đât ngặp nước nội địa, qua trình phân hủy xác thực vật m ôi trường nước tù đọng, thiếu ox y hình thành khống sản cháy than bùn, sapropelit, than nâu 412 BÁCH K H O A T H Ư Đ |A CHÁT M ột loại m ỏ cũ n g p h ố biến - m ỏ sa khống, h ình thành d o hoạt đ ộ n g nước, thư ờn g gặp bãi bổi v en sôn g su ố i h ay bãi biển Thành phần chủ y ếu loại m ỏ thiếc, titan, zircon/ vàng, platin, kim cương, v v khỏe, có cảnh quan k ỳ thú, thư ờn g chọn làm sở du lịch, chữa bệnh, nghỉ d ờng, hoạt đ ộ n g th ể thao - giải trí vừa có giá trị phục v ụ sứ c k hỏe cộng đổng, vừa đem lại lợi ích kinh t ế ch o đất nước M ột thàn h tự u m i q uan trọn g nhà đ ịa chất N h ậ t Bản tron g thời gian gầ n đ â y p h át h iện đ ất h iếm tron g lớ p b ù n đ y d y 70m p h ía tru ng đ n g Thái Bình D n g v i trữ lư ợ n g lớn tài nguyên lượng Các d ò n g ch ảy lụ c địa đ ợc xem "than trắng", sứ c đ ẩy nước, n g i có th ể khai thác đ iện n ăn g n h ò nhà m áy th ủ y điện N c b iển đại d n g cũ n g n g u ổ n n ăn g lư ợ n g hầu n h v tận, đ ó n ăn g lư ợ n g só n g - h ình thành d o lực va đ ập só n g v ỗ bờ; n ăn g lư ợ n g th ủ y triều, phát sin h d o lự c n ân g - hạ m ự c n ớc triều d â n g triều rút; n ăn g lư ợ n g hải lư u - d o sứ c đ d ò n g hải lư u vận đ ộ n g k h ôn g n g n g đại d ơng; n ăng lư ợn g ch u y ển hóa đại d n g - d o ch ên h lệch n h iệt đ ộ giữ a n c b ề m ặt n c d i sâu, v v T u y đ ến n ay v iệc khai thác d ạn g n ăn g lư ợ n g n ày hạn c h ế h ay nằm ý tư n g đ a n g n g h iên u thử n gh iệm , n h n g n h ữ n g kết ban đ ẩu đ an g m m ột triển v ọ n g sán g sủa tư n g lai Gần đ ây nhà khoa h ọc hải quân M ỹ th ôn g báo n g h iên cứu đ ợ c côn g n g h ệ c h ế b iến n c b iển thành n h iên liệu b ằng cách chiết xuất khí CƠ h yd ro từ nước Các khí n ày sau đ ó đ ợ c h óa lỏ n g vớ i h ỗ trợ lò b iên đ ổi chất xú c tác thu đ ợ c m ột loại n h iên liệu cu n g cấp cho vận ch u y ển h àn g hải m k h ôn g phụ thu ộc n h iên liệu tru yền thống M ột d ạng n ăng lư ợn g m ới tái tạo đ ợ c khai thác từ nước n ó n g thiên n hiên lòn g đất - n ăng lư ợn g địa nhiệt, đ an g phát triển m ạnh m ê n hiều quốc gia nằm trùng với hai vành đai đ ộ n g hành tình - đai A lp id es "Vòng đai lửa quanh Thái Bình D ương" Tính đ ến n ăm 2010 tồn th ế giớ i có 24 nư ớc khai thác đ iện địa nhiệt vớ i tổng côn g suất lắp đặt 10.897M W D ự kiến đ ến năm 2015, n h ữ n g s ố n ày tăng gấp đôi, tư ơng ứ n g 46 n ớc 19.804MYV Trong đ ó n ớc dẫn đầu H oa Kỳ 5.437MVV, Indonesia 3.451MVV, P hilip pin 2.519M W , Iceland 1.285MVV, N e w Zealand 1.237MVV (Geotherm ics 41/2012) [H.3] V iệt N am củ n g sử d ụ n g n ăng lư ợn g địa nhiệt sấy khô thực phẩm , kết tinh m u ối [H.4] Hình Nhà máy điện địa nhiệt Nesjavellir Iceland Hình Kết tinh muối lượng địa nhiệt nguồn nước nống Hội Vân (tỉnh Bình Định) N ớc ta có v ù n g biến rộng, n hiều hải đảo, đ ờng bờ biển dài, n hiều đầm phá, v ũ n g vịnh, bãi tắm đẹp, nhiều nơi đư ợc xây d ự n g thành n hữ n g khu n ghi dường, trung tâm chăm sóc sứ c khỏe (spa) hấp dẫn du khách, đ ó nối tiếng bãi biển Trà Cổ, Vân Đ ồn, Tuần Châu, Cát Bà, Sầm Sơn, Cửa Lò, Thiên Cầm, N ú i Chúa, M ũi N é, V ũng Tàu, Hà Tiên, v v Trong nội địa có n hiều đầm h ổ tự nhiên nhân tạo, thác nư ớc h ù n g vĩ, với n hữ n g cảnh quan thơ m ộng, có triển v ọ n g khai thác phục v ụ du lịch - giải trí, nối tiếng điểm sau - Các đầm h ổ Pa Khoang, Ba Bế, Cấm Sơn, Đại Lải, Si Hai, Thác Bà, H òa Bình, Phú N in h, Ô Loan, Biển H ổ T n n g , Lăk, T uyền Lâm, v v - Các thác nư ớc Bản Giốc, Thác Bạc, Pren, Cam Ly, Damb'ri, P ong gua, Đray Soap, Ba Tầng, Ya Ly [H.5a, b] - Các n gu ồn nước khống - nước n ó n g (xem m ục từ "nước khống", "nước nóng") vé tài ngun du lịch Biển (cả v en bờ, v ũ n g vịn h , hải đ ảo) n h ữ n g th ủ y vự c nội địa (k ế n h n g n g u ổ n n ớc k ho n g n ớc n ón g, v v ) n h n g nơi có khí hậu n hòa, m trường lành, có tác đ ộ n g tốt đ ối v i sứ c Nhà bảo tàng v ĩ đại lịch sử Biến, đại d ơng với n n g thủy v ự c lớn nội địa nơi lưu g iử di tích lịch sừ [H.6], n ng cảnh quan địa lý - địa chất cổ bị nhấn chìm dư ới đáy Đ ỊA CHẤT T H U Ỷ V Ă N 413 Hình Các điềm du lịch hấp dẫn sở nguồn nước a Thác Bản Giốc (Cao Bằng), b Suối nước khoáng Thanh Tân (Thừa Thiên - Huế) qua hàng ti hàng triệu năm (kể lục địa Atlantic "huyền thoại") tai biến địa chất, sóng thẩn, núi lửa N oi tàng trữ cơng trình kỳ v ĩ d o người tạo lập (thành quách, lâu đài, kim tự tháp, v v ) bị chôn vù i n n g thiết bị kỹ thuật đại (m áy bay, tàu thủy, v.v ) bị tai nạn hay hủy diệt d o chiến tranh [H.7, H.8] S ôn g H n g ta cũ n g sản p hẩm tiêu b iểu m ột n ển văn m inh sô n g nước N n g lóp băng, đất đ ơn g giá vĩnh cửu xem nhà "ướp xác" bảo quản lâu đời xác nhiều loài đ ộng vật, thực vật đại bò rừng, nai sừng tâm, voi m amut, v v nhửng thi lồi người tiền sử, gần ngun trạng [H.9a, %] Đ ó n hữ n g "mâu vật" quý giá giú p nhà cổ sinh học nghiên cứu lịch sử tiến hóa sốn g hành tinh, k ế việc p hụ c n hững giốn g loài tuyệt chủng vét tích cơng trình kiến trúc cổ phát (năm 1985) đáy biển phía nam Nhật Bản, dự đốn bị nhấn chìm cách khoảng 12 nghìn năm Hình Hình Những cổ vật quý phát tàu cổ bị chim ngồi biển Bình Châu (Quảng Ngãi) Nhân tố thiết yếu cho hình thành văn minh nhân loại N h ữ n g v ù n g đất ven biến, h ổ d òn g sơn g lớn thường địa bàn quy tụ đ ôn g đảo dân cư nơi phát sinh n hữ n g văn m inh rực rở nhân loại từ thời đại Đ ó văn m inh cổ LaH y (trên bờ Địa Trung Hải), văn m inh Lường Hà (giừa sô n g Tigris Euphrate), văn m inh cổ Ai Cập (dọc sôn g N il), văn m inh  n - H ằng (dọc sôn g Indus G anges), văn m inh cổ Trung H oa (dọc sơ n g H ồn g Hà Trường Giang) N ền văn m inh Hình Tượng Nhân sư cổ Ai Cập bị nhấn chìm, phát đáy Địa Trung Hải Dự đoán thuộc Alexandria thành phổ cổ Trước công nguyên 414 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÁT b Hình Xác động vật người bảo tồn lớp băng vĩnh cửu a) Voi mamut chết cách đáy 37.000 năm, phát (2007) Siberie (Nga), b) Người tiền sừ chết cách 5.300 năm, phát (1991) băng khe Oetzi đỉnh núi Alpes Nơi cư trú nhân loại tương lai Cuối cùng, m ột chức nàng quan trọng nhât biến đại dương có liên quan đến tổn vong loài N gười Trái Đất Đ ó tương lai, bùng nơ dân s ố tồn cẩu vượt ngưỡng giới hạn, nhung diện tích lục địa lại bị thu hẹp biến đổi hậu m ực nước biển dâng, nhiều vùng đât thấp bị chìm ngập, khiến cho phần đất nối lại khơng đủ sức dung nạp nuôi sốn g hàng chục tỷ nhân Lúc lồi người buộc phải quay v ề nơi ngun thủy m ình - môi trường nước, đ ể "tái định cư" nhừng thành p h ố mặt nước hay thủy cung ngẩm, xây dựng đáy biển [H.10a,b] Vậy đại dương trơ thành nơi cư trú "chuyển tiếp" nhân loại trước đủ sức thực m ột nghiệp v ĩ đại - di dân thiên thể khác vũ trụ đ ế trì nòi giống Tác động tiêu cực thủy Trên đ ây chi đ ể cập m ặt tích cực thủ y q uyển, n hư n g m ặt khác thủy q u yến cũ n g lại tác nhân gây n h ữ n g thảm họa đối vớ i lồi n gư i (và sinh giớ i nói chung) liên quan tới h iện tư ợng Trái Đ ất n ó n g lên, làm gia tăng nạn lũ lụt, hạn hán, bão t ố gây tổn thất lớn v ề kinh t ế sinh m ạng N g h iêm trọng Trái Đất n ón g lên thúc đ q trình tan chảy m ũ băng d ày địa cực n h ữ n g đ inh núi cao, làm m ực n ớc đại d ơng d âng lên nhanh, nhấn chìm n hiều đảo quốc Hình 10 Thiết kế nơi cư trú tương lai loài người đề ứng phố với biến đổi khí hậu (a) Thành phố mặt nước (Thiết kế Nga); (b) Thành phố chm đáy biển (Thiết kế Nhật) cù n g nhữ ng m iền đâ't thấp lục địa, nơi cư trú đa s ố nhân loại M ột n gu y nừa rình rập tư ơng lai là, theo học thuyê't kiến tạo m ảng, tan băng nước biển dâng củng tác nhân phá v ỡ th ế cân đẳng tĩnh n g u y ên thủy m àng thạch quyến với m ềm manti, g ây tai biến đ ộn g đâ't, són g thần, núi lửa, có th ể g ây thảm họa h ủy diệt quy m lớn N gồi ra, nhiều tai biến m ôi trường cũ n g phát sinh tủ’ biển đại d ơng n hư El N ino, La N in a, vòi rồng, xốy nước, són g quái, són g hạ âm, n ú i băng trơi, thủy triều đen, thủy triều đò, thủy triều xanh, v v Đ ặc biệt, n n g "Tam giác quỷ" đại d ơng xem thủ phạm gây nhữ ng vụ m ất tích bí cùa nhiều tàu thuyền, tàu bay vào n ng v ù n g này; chúng ln ln gây nơi kinh hồng cho giới hàng hải, hàng không th ế giới N hữ n g "tam giác q u ỷ ” thường đư ợc nhắc đ ến 'T am giác quỷ" Berm uda (ờ Tây Bắc Đ ại Tây D ương), "Tam giác quý" Tây Địa Trung Hải, "N ghĩa địa biển Sargosse" (ở phía đ ôn g - bắc Đ ại Tây D ương), "Tam giác Rồng" biển đ ôn g N hật Bản (thuộc tây Thái Bình D ơng) 'T am giác quỷ" cũ n g có xuất n n g thủy vự c nội địa n hư hổ Phàn D ơng (Trung Quốc) Tài liệu tham khảo Lê Duy, 1978 Nước quanh ta N XB Khoa học K ỹ thuật 125 tr Hà Nội N guyền Chín (Biên dịch), 2008 Tiểm biến NXB Lao động xã hội tr H N ộ i Đ ỊA CHẤT TH U Ỷ V Ă N Nguyễn Kim Cương, 1991 Địa chất thủy văn NXB Khoa học K ỹ thuật 268 tr Hà Nội Pearson D.G., Brenker F.E., Nestola F., M cNeill ]., Nasdala L., Hutchison M.T., M atveev s., Mather K., Ilversmit G., Schmitz s., Vekemans B., Vincze L., 2014 Hydrous mantle transition zone indicated by ringvvoodite included within diamond Nature, 13 March 2014 507 Pinneker E.v, 2010 General hydrogeology, 1969 Cambridge U n iversity Presss Vincent Post, 2013 Offshore fresh groundwater reserves as a global phenomenon Nature December 2013 Vũ N gọc Kỷ, N guyễn Thượng Hùng, Tôn Sỹ Kinh, N guyền 415 BoMTKeBHM r B (pe^aKTop), 1996 CnpaBOHHMK no oxpaHe re0/i0rnHecK0M cpe4bi T.2 O e H U K C 400 CTp P octob Ha o n y e p n r o /ib ự B.O., 1979 M n p B04 Ỉ»I Hedpa AeHUHỉpadcKoe omờeÁenue 53 -175 /ìeHMHrpad lO iM M eH T O B n n , B o rd a H O B r 1997 O õm aa rM AporecM orna Hedpa 355 CTp MocKBa Ky eyibCKMH A , 1973 HoBeyMbi o BOAe "HayKa u mexHUKa” 196 C T p MocKBa K y^bC K M íí A A , a / i b B B , Ĩ I p o õ /i e M b i HMCTOM B04 bi H a y K o e a \Ị M K a 299 CTp KneB UỊBapựeB c A t 1996 O ỗ m a a rn^poreơ/iorM A Hedpa 422 c rp M o cK B a Kim N gọc, 1985 Địa chất thủy văn đại cương NXB Đại học T rung học chuyên nghiệp 214 tr Hà Nội Bản đồ địa chất thuỷ văn Đoàn Văn Cánh Trường Đại học Mỏ - Địa chất Giới thiệu C ó nhiều cách định nghĩa hay khái niệm khác v ể bán đ ổ địa chất thủy văn (ĐCTV), lãnh thô V iệt N am tỷ lệ 1:500.000 d o Cục Đ ịa chất Khoáng sản Việt N am trước thực m ột cách đ on giản rò ràng, có thê nêu đổ ĐCTV m ột loại bán đ ổ phản ánh đặc đ iểm ĐCTV m ột vù n g, m ột khu vực N h ữ n g đặc điểm ĐCTV g m d iện phân b ố tầng chứa nước, thấm nước yếu cách nước, tổn nước đất, đặc đ iếm v ể tính thâVn, v ề độ giàu n ghèo nước đất, v ể chất lư ợn g nước đất, v ề m ực nước, v ề m ối q uan hệ nước đất với nước m ặ t v.v Các đổ ĐCTV lập ả m ột s ố n ớc k ể từ n h ữ n g năm ba m ươi, bốn m ươi th ế kỷ 20 Tỷ lệ đ ổ đa dạng, phẩn lớn khoản g 1:250.000, 1:500.000 tỷ lệ n hỏ N n g đ ổ đ ợ c lập hoàn cảnh phát triến m ỗi n c khác nhau, d o đ ó nhiều m ột đặc trưng ch u ng ch o đ iều kiện ĐCTV nước khác lại đư ợc th ế cách khác nhau, làm khó khăn ch o việc sử d ụng, so sánh Gần đ ây có m ột vài đồ ĐCTV lập cho tồn cầu, cho tồn lãnh thơ m ột châu lục bao quát m ột vài quốc gia tỷ lệ 1:1.000.000 đến 1:2.500.000 d o H ội ĐCTV Q u ốc t ế (IAH), tổ chức Khoa học G iáo dục Liên h ợ p quốc (UNESCO) phối hợp với viện Tài n g u y ê n nước đât C ộng hòa Liên bang Đ ức thực h iện [H l , H2] công b ổ năm 1990 dựa giải đổ ĐCTV Liên Xô trước N h iều đổ ĐCTV tỷ lệ lớn cho v ù n g kinh t ế trọng điểm đư ợc nhiều đơn vị sản xuâ't n ghiên cứu lập theo giải Q uốc t ế công b ố năm 1997 Ớ V iệt N am vậy, có nhiều đồ ĐCTV đ ợc thành lập cho vù n g khác nhau, với m ục đích khác với tỷ lệ khác Bản đổ ĐCTV Cho đến Việt Nam phạm vi toàn th ế giới chưa có giải thống nhâ't áp dụng cho m ọi lành thổ nước chấp nhận giải lập đổ địa chất Vì m ục từ giới thiệu hai phương pháp lập đổ ĐCTV theo giải quốc tế công b ố vào năm 1974, 1977,1983 theo phương pháp địa tầng Nguyên tắc thành lập đồ ĐCTV N g u y ên tắc thành lập đổ địa chất thuỷ văn p hư ơng pháp thê đặc điếm ĐCTV lên đồ địa chất (như diện phân b ố tầng chứa nước, cách nước, n hữ ng đặc trưng v ề s ố lư ợng châ't lượng nước, quan hệ thủy lực nước đất nước mặt, phân b ố mạch nước, v v ) Nguyên tắc địa tầng Hiện Việt Nam phơ biến rộng rãi n guyên tắc lập đổ ĐCTV theo giải Liên Xô trước (hay gọi nguyên tắc địa tầng) N guyên tắc lấy thang màu địa chất làm sở; ... vùng băng tuyết gần 15 triệu km (10% d iện tích đất liền) thể tích khoảng 25 triệu km (1,74% thủy quyển) , riêng băng N am cực chiếm 90%, phần lại phân b ố Greenland (8%) nơi khác (2%) Bề dày lớn... trung bình cho sinh khối tồn cầu, nước sinh học đạt khoảng 1.120 km (chưa đẩy 0,0001% thê tích thủy quyển, v ì có khơng k ể đến), đ ó nước thê vi sinh vật chiếm nhiều nhât, thứ đ ến - thực vật đ ộng... tuyết tan, n gu ồn lộ nước n gẩm với tống th ế tích gần 190 n g h ìn km (khoảng 0,014% tồn thủy quyển) , đ ó nước sơn g n gòi ch i chiếm 2.120km (bằng 0,006% tốn g lượng n c nhạt Trái Đất), lại