Biển chiếm hơn 70% bề mặt trái đất, có vai trò rất lớn trong điều hoà khí hậu, trong cung cấp thuỷ hải sản, dầu mỏ và khí đốt cho lục địa và là môi trường vận tải thuỷ rất quan trọng. Việt Nam, chi có hơn 330.000km2 đất liền, nhưng có tới 3.260km đường bờ biển, lại có nhiều hải đảo xa rời, nên phần biến của chúng ta rộng gấp nhiều lần dất liền. Biển của Việt Nam nhiều nắng ấm, nhiều hải sản, nhiều dầu khí và nằm ngay trên một trong năm đường hàng hải quốc tế quan trọng. Bởi vậy, nghiên cứu biển nói chung, địa chất biển nói riêng có tầm quan trọng đặc biệt. Trong phạm vi ở đây, chúng ta chú trọng 3 nội dung: hoạt động địa chất ở đại dương, ở rìa lục địa và những điều cần chú ý khi khai thác biển.
6.1. Các hoạt động địa chất ở đại dương
Trong những thập niên gần đây, nhờ các thiết bị mới, cho phép nghiên cứu sâu 5 đến lOkm dưới mực nước biển, chúng ta đã biết được địa chất dưới đáy đại dương cũng đa dạng và phức tạp chẳng kém gì trên lục địa. Dọc đáy đại dương cũng tồn tại những dải núi cao khổng lồ theo đường kinh tuyến, xen đó là các dải đồng bằng - đồng bằng biển thẳm... là sản phẩm của quá trình tách giãn vỏ trái đất với quá trình macma (phun trào) dọc theo các đứt gãy nở.
Trầm tích biển khơi hầu hết là các vật liệu cỡ hạt sét (< 0,005mm) gồm các khoáng thạch anh, fenpat, sét... đưa từ lục địa tới bằng gió và hải lưu, cùng các xác, phân của các loại sinh vật biển, gọi là trầm tích bùn đại dương, có màu nâu hoặc đỏ nâu, tốc độ trầm tích rất nhỏ, trung bình khoảng lcm/1000 năm, ở các vùng nước sâu trên 4000 mét thì do ảnh hưởng của đới nghèo cacbonat trong nước biển, mà các vật liệu lắng chìm qua đới này đã bị hoà tan hết phần cacbonat, nên vật liệu trầm đọng dưới đáy không gặp cacbonat, mà chủ yếu là các loại bùn tảo diatome, radiolaria... 0 các núi nguồn gốc phun trào không có cấu tạo hình nón, mà có đỉnh bằng, thể hiện một quá trình nâng lên và bị sóng mài bằng rồi lại thụt lún xuống như hiện nay.
6.2. Các hoạt động địa chất ở vùng thếm lục địa
Thềm lục địa là phần biến nằm trong phạm vi độ sâu nước từ 200 đến 650 mét, là phần lục địa bị ngập nước hiện nay. ở đây có nhiều loại trầm tích được đưa từ lục địa tới và từ các sản phẩm của sinh vật biển (hình 3-34). Độ dốc của thềm trung bình từ 2 đến 3 mét/km, trèn bề mặt khá bàng phẳng này cũng xuất hiện nhiều thung lũng hẹp và sâu gọi là các hẻm vực dưới biển, thường là do các thung lũng sông trong lục địa kéo dài ra khơi do các đợt băng hà... Giá trị kinh tế của thềm lục địa rất lớn, bởi ở đây giàu hải sản, nhiều dầu khí và có nhiều ảnh hưởng lớn đến vùng ven biển của lục địa.
158
Các trùng lỗ vá sinh vật khác tiết ra cacbonat canxi ở nước trẽn mặt
Sau khi chết, vỏ của các sinh vặt chết lắng chim
Độ sâu bù cacbonat
ĐỚI nước sâu có sự hoà tan cacbonat
Các vỏ hoà tan i
____________ L--- ---
Sống giữa đại dương
Đổng bằng biển thẳm
H ì n h 3 -3 4 : Đ ộ sáu bù cacbonat trong đ ạ i dương
(T h e o F .P re s s và S ilv e r, 1982)
Nối tiếp thềm lục địa với chân lục địa (hình 3-35) là sườn lục địa, độ dốc 60 -5- 70 m/km. ơ chân lục địa độ dốc lại giám đi và kéo dài cho tới đồng bằng biển thẳm của đại dương. Ở sườn và chân lục địa thường xuất hiện các dòng bùn đất (hình 3-36) di chuyển chậm chạp với khối lượng khổng lồ, đặc biệt là trước và sau các trận động đất dưới đáy biển, hình thành các nón bùn đất biển sâu. Dòng bùn đất này thường là nguyên nhân đổ vỡ của dàn khoan, của các đường ống dẫn dầu khí, truyền thông dưới biển.
H ìn h 3 -3 5 : C á c phân khu đ ịa hình của miền rìa lụ c địa
H ìn h 3 -3 6 : Sự phát sinh dòng bùn đất do sụt trầm tích
ỏ sườn lụ c địa
6.3. Các hoạt động địa chát của sóng biển
Sóng biển xuất hiện nhờ gió và các hoạt dộng khác của biển. Sóng biển có vai trò cực kỳ quan trọng trong hình thành địa hình vùng bờ biển và cũng có thể thấy có 3 quá trình là tạo vật liệu trầm tích (xâm thực bờ), vận chuyển và tuyển lượng vật liệu trầm tích và tích đọng vật liệu trầm tích.
159
Các thông số cơ bản dùng đế mô tả chuyển động của sóng là bước sóng L, chu kỳ sóng T và tốc độ truyền sóng v:
v = ị (3-12)
T
Ngoài ra còn có các đặc trưng phụ thêm như chiều cao sóng H, độ sâu mực nước truyền sóng, đà sóng...
Năng lượng của gió, địa chấn, núi lửa... truyền cho nước để tạo ra sóng được thể hiện qua các thông số cơ bản của sóng. Sóng biển hình thành do bão (gió xoáy) thường có biến động lớn theo thời gian. Các sóng có chu kỳ dài (20 giây hoặc lớn hơn) chỉ xuất hiện khi tốc độ gió, thời gian gió và đà sóng cực đại, người ta đã quan sát được sóng có chiều cao H tới 30 mét hoặc hơn thế ở các đại dương mở, càng ở xa các nguồn gây sóng thì sóng chuyển động càng có quy tắc hơn. Sóng lớn do bão, do động đất xuất hiện ở xa vùng gây sóng được gọi là sóng dềnh. Việc mô tả sóng khá phức tạp, tuy nhiên ở vùng nước sâu - lớn hơn một nửa chiều dài (bước) sóng thì các bước sóng và tốc dộ sóng có thể mô tả bằng hàm số của chu kỳ:
L = g T : và V = g T (3-13)
Sóng vỡ đổ nước
2 7 1 271
Trong đó: g là gia tốc trọng trường.
Sau khi chuyển thành sóng dềnh, các nhóm sóng có chu kỳ tương tự truyền vể phía trước cho tới khi chúng gặp được bờ biển và gây ra các hoạt động địa chất của vùng ven bờ.
Dọc đường di chuyển một mặt sóng bị tiêu hao năng lương, do trải rộng ra theo chiểu ngang của sóng (như ta ném 1 hòn đá
xuống nước, sóng sẽ lan rộng ra tứ phía), làm nóng nước do khắc phục các ma sát của nước khi dao động...
thì mặt khác cũng có thể được cung cấp thêm năng lượng do gió thổi hoặc do chán động dưới đất truyền lên...
Hiện nay dựa vào các đặc trưng của gió, bão, động đất... có thể tiên lượng được chu kỳ và chiều cao của sóng sẽ truyền tới. Khi sóng tới gần bờ, do ảnh hưởng của bờ, dạng hình sin của các đỉnh sóng, tròn, thấp, chuyển dần sang các dạng sóng đỉnh nhọn, sắc với chiều cao sóng lớn dần lên. Quá trình này bắt đầu khi độ sâu mực nước giảm đến bằng một nửa chiểu
1 6 0
dái sóng, lúe náy cá van toe va buóc sóng déu giám, trong khi ehu ky sóng khóng dói, do dó dinh sóng phái dáng cao, lám táng dó dóc sóng dán tói hinh thánh sóng vó. Ngu'ó'i ta.
chía ra hai loai sóng va la sóng va kiéu dó niróc va sóng va kiéu quáng niróc (hinh 3-37).
Khi sóng chuyen dóng váo bó vái mót góc xión lón thi se xáy ra ser giám toe dó sóng khóng dóng déu tren mót con sóng, la nguyén nhan hinh thánh sóng khúc xa va hinh thánh mót dóng niróc doc theo ba bien goi la dóng ba. O vüng ba bien, su tac dóng cüa sóng váo ba cáng tro nén mánh liét khi có hoat dóng cüa thuy triéu, cria su thay dói huóng cüa sóng, nhát la ó các vüng có bien dó triéu lón (10 -s- 16m) va thuang có bao lón xáy ra nhu doc ba bien Trung Bó cüa nuóc ta.
Dóng ba thuang khóng lien tuc, má bi ngát quáng bó'i các hém bien hay các cüa sóng có nuóc dó ra bien lón va ó day hinh thánh các dóng xoáy. Mót trong các ánh huóng quan trong nhát cüa dóng doc ba la sir di chuyen bún cát, dói khi cá cuói sói, doc theo ba, bit các cüa sóng, hinh thánh các dám phá (phá Tam Giang) hoác nói dáo vói ba (bán dáo Son Trá).
Vái các hoat dóng dia chát cüa sóng ó vüng ba bien, duóng ba bien duqc dác trung báng su thay dói lien tuc, hinh thánh mót thách thúc lón dói vói viéc quan ly khai thác b a bien va vüng bien, truóc het la su tan cóng gay gát va bén bi cüa sóng lám cho duóng b a bi xam thuc khá nhanh (vái mét, tham chí vái chuc mét/nám) lám huy hoai các cóng trinh ven bien... Ngoái các quá trinh xam thuc ba, các quá trinh trám tích vát lieu cüng da láp dáy các luóng lach di lai cüa táu thuyén, các cüa thoát lü cüa các sóng dó ra bien, va hinh thánh các dang bái bien khác nhau, nguái ta chía ra 3 loai ba bien chính la ba bién trám tích nhu ba bien vüng Nam Bó, ba bien vüng chau thó sóng Hóng; ba bien xam thuc va xam thuc kién tao nhu ba bién Trung Trung Bó; bó bién nguón góc sinh vát nhu bó bién vüng Truóng Sa, Hoáng Sa cüa nuóc ta (hinh 3-38).
b)
d)
H i n h 3 -3 8 : S u p liá t trien cüa cá c a to ll;
a) C á c ám tiéu diém ducrc tao thánh quanh mót núi Ida hoat d ó n g ; b ) C á c ám tléu lón lén theo phitctng tháng dúng tao thánh ám tiéu clián trong kh i núi láa lún sut va bi bao m ón;
c ) Lỳ n sut thộm tula th i c h ớ con cỏc ỏm tiộu ú tren ủute nuúc b ie n ; d ) A to l! tren bỏn dú.
6.4. Các mối nguy hiểm ỏ vùng bò biển và các nội dung cần lưu ý
Trong lịch sử phát triển kinh tế xã hội, phần lớn dân cư đã chọn vùng ven biển, nơi mà thuận lợi cũng nhiều, nhưng hiểm hoạ cũng chẳng ít, dưới đây là một số hiểm hoạ thường gặp.
- Sự thay đổi mực nước biển
Khác xa bề mặt tĩnh, mực nước biển luôn luôn thay đổi theo các thời gian địa chất, nguyên nhân chủ yếu là sự thay đổi nhiệt độ khí quyển dẫn đến các quá trình tan và đóng băng của nước ở các địa cực và sự chuyển động nâng lên hạ xuống của vỏ quả đất do các hoạt động kiến tạo địa chất khác nhau, hình thành nên các gốc xâm thực khác nhau, biển có thể tiến vào lục địa, tạo địa hình ngập nước như ở Hạ Long hiện nay hay các thềm biển cạn trên lục địa, như các bãi sò hến ở Diễn Châu... gây hư hại các công trình ven biển.
- Bão xoáy nhiệt đới, từ đại dương đổ bộ vào đất liền, gây nên sóng dềnh phá hoại bờ biển và các công trình ven biển, gây ngập mặn các vùng canh tác ven biển, ở nước ta, suốt 2/3 bờ biển từ Móng Cái tới Vũng Tàu đểu thường xuyên bị uy hiếp bởi các trận bão xoáy nhiệt dới. Nguy hại do bão gây ra sẽ tăng thêm khi đồng thời với bão lại có triều cường... Người ta đã quan sát các đợt sóng do bão, động đất gây ra có độ cao rất lớn (gọi là sóng thần) từ 10 đến 30 mét, với bước sóng từ 150 đến 250 km, chu kỳ 10 đến 60 phút, làm ngập lụt cả những vùng rộng lớn ở ven bờ biển.
Hiện nay, với những hiếu biết về quá trình địa chất ở biển nói riêng và quá trình tự nhiên ở biển nói chung, có thể áp dụng các giải pháp nhằm giảm thiểu thiệt hại do biển gây ra, nhưng trước hết cần:
- Nhận biết được các quy luật chung về các hoạt động địa chất ờ biển và các hoạt
động địa chất riêng của những vùng riêng lẻ.
- Các hoạt động địa chất có tính chu kỳ, do vậy các tài liệu ghi chép lịch sử cần được coi trọng và trong quy hoạch, thiết kế các công trình không được bỏ qua các sự cố đặc biệt.
- Cần chú ý tới các giải pháp phòng, chống rồi mới đến xử lý các vấn đề địa chất . bất lợi.