VÀ SINH THÁI CÁC KHU VỰC TIÊU BIỂU
Chương 6 VÙNG BIỂN ĐẢO BẮC TRUNG BỘ
6.2. HỆ ĐẦM PHÁ TAM GIANG-CẦU HAI
6.2.2. Kỳ quan địa chất
a. Đa dạng về đá và địa tầng
Các thành tạo địa chất khu vực Huế trước Kainozoi có bề dày tới 5.000-7.300m, lộ ra ở phía Tây và Tây Nam gồm có cuội kết, đá hoa, phylit, quaczit, đá phiến sét, đá phiến mica, đá phiến lục và porphyrit thuộc hệ tầng A Vương; đá phiến sét, cát kết, cuội kết và andezit thuộc hệ tầng Long Đại;
đá phiến sét, đá vôi, bột kết và cát kết thuộc hệ tầng Tân Lâm và đá vôi thuộc hệ tầng Cò Bai.
Các thành tạo địa chất Kainozoi phủ lên bề mặt xâm thực-bóc mòn các thành tạo cổ thuộc hệ tầng Tân Lâm hoặc Cò Bai. Lót đáy của lớp phủ Kainozoi là các trầm tích vụn thô xen các tập cát bột, bột kết, sét kết nguồn gốc sông-biển có chứa di tích thực vật hóa than và phấn hoa hạt kín của đước (Rhizophora) và bần (Sonneratia) thuộc hệ tầng Đồng Hới (Ndh) và trầm tích tuổi Pliocen-Pleistocen sớm (N2-Q11). Trên đó là các trầm tích sông (cuội, sạn, sỏi, sét loang lổ), có chứa phấn hoa thực vật ngập mặn Rhizophora, Sonneratia trong các lớp sét, tuổi Pleistocen giữa-muộn (a, am Q12-3). Tiếp lên trên là các trầm tích cát, bột lẫn sét màu xám hoặc loang lổ, nguồn gốc sông-biển và trầm tích cát màu vàng nâu, vàng nghệ, mài tròn tốt, nguồn gốc biển, tuổi Pleistocen muộn (am, m(v) Q13). Trên cùng là các trầm tích đa nguồn gốc, tuổi Holocen (a, am, ab, mv, m Q2), trong đó có trầm tích của hệ đầm phá. Trầm tích Holocen nói chung đạt tới bề dày 47m (NH Cử, 1996).
Hệ đầm phá được hình thành từ bồi tích cát phong phú, với hệ cồn cát đồ sộ phía Bắc cửa sông Ô Lâu, đồng bằng cát rộng lớn phía Tây phá, các cồn đụn chắn ngoài có diện tích khoảng 190km2. Nếu tính trung bình bề dày cát 20m, ta có khối lượng cát khổng lồ là 3,8 tỷ m3.
b. Đa dạng về địa hình - địa mạo và cấu trúc
Theo mặt cắt ngang, địa hình khu vực rất dốc và phân dị, có thể khái quát chia thành 6 vùng phân bố song song với bờ biển. Vùng núi, cao trên 250m, rộng trung bình 25km. Vùng đồi, cao 25-250m, rộng 19km. Vùng đồng bằng ven biển, cao 0-25m, rộng 18km. Vùng đầm phá sâu 1,5m, rộng 3km. Vùng bờ cát dọc biển, cao 1,5-20m, rộng 3km. Trên mặt đồng bằng còn có các cồn cát cổ, đỉnh cao dần ra phía biển khẳng định sự dâng cao tương đối của mực biển Holocen trong quá trình bồi tụ đồng bằng.
Vùng bờ cát có đáy biển gần bờ khá dốc, đường đẳng sâu 10 m cách bờ thường 1,2-1,5 km.
Đáy thoải ở khoảng độ sâu 0-5m, sau đó rất dốc ở khoảng sâu 10-15m. Sườn bờ ngầm đến độ sâu 15m và là giới hạn của đới sóng vỡ. Đường đẳng sâu 6m ứng với hai lần độ cao sóng bão phổ biến cách bờ 0,45-1km, mở rộng nhất ở khu vực cửa Tư Hiền, phản ánh bồi tụ ngầm mạnh.
Khu vực bờ phía Bắc (Cửa Việt -Thuận An) dài 59km, khá ổn định về hướng và hình thái bờ. Trục cửa Thuận An di chuyển nhanh về phía Bắc do tác động quán tính của dòng sông Hương và sự áp đẩy của dòng bồi tích dọc bờ hướng Tây Bắc. Đó là quá trình dịch-xoay do nửa phía ngoài luồng dịch nhanh về phía Bắc, còn nửa phía trong dịch chậm về phía Nam. Vì thế, khả năng sa bồi của luồng vào cảng Tân Mỹ lớn vì trục luồng tầu và trục luồng chảy luôn lệch nhau. Bờ biển làng Hải Dương nhiều năm nay bị xói sạt mạnh, đặc biệt sau lũ lịch sử 1999.
Khu vực bờ phía Nam (Thuận An-Chân Mây Tây) dài 38km, phân hóa phức tạp hơn và gồm hai tiểu khu Thuận An-Linh Thái và Linh Thái-Chân Mây Tây. Mũi Linh Thái nhô 200m có vai trò phân hóa động lực, nhưng vẫn cho dòng bồi tích dọc bờ vượt qua. Tiểu khu Thuận An-Linh Thái hình thành nên cung lồi dài 32km. Trong đó, Hòa Duân là đỉnh phân kỳ bồi tích dọc bờ về hai phía. Tại bãi tắm Thuận An-Hoà Duân, xói sạt bờ biển mạnh đã nhiều năm và trở nên dữ dội sau lũ 1999. Đoạn bờ từ Vĩnh Xuân đến Linh Thái tương đối ổn định do cân bằng trắc diện dọc và ngang bờ, hình thái bờ thẳng, bãi trước rộng trung bình 30-50m, khá thoải. Hoạt động bồi xói yếu và thay đổi theo mùa.
Tiểu khu Linh Thái-Chân Mây Tây dài 6km có hình thái bờ phức tạp nhất và thường biến động, bồi tụ mạnh về mùa gió Đông Bắc do dòng bồi tích di chuyển vượt mũi Linh Thái và xói lở vào mùa gió Tây Nam. Cửa Tư Hiền thực tế gồm hai vị trí là cửa chính Vinh Hiền và cửa phụ Lộc Thủy ở sát mũi Chân Mây Tây, cách nhau 3 km qua một con lạch nằm sau cồn cát, cao 2,5m. Cửa Tư Hiền khi mở trở thành một giới hạn động lực chia tiểu khu Linh Thái-Chân Mây Tây thành hai đoạn. Khi cửa bị đóng, giới hạn này bị mất đi và có sự thống nhất tương đối về động lực bờ tiểu khu.
Đa dạng về cấu trúc. Hệ thống đầm phá có 4 đơn vị cấu trúc cơ bản là vực nước, đê cát chắn, lạch cửa đầm phá và bờ sau (NH Cử, 1996). Vực nước rộng 216km2, kéo dài 68km, sâu trung bình 1,5m, sâu nhất 4,2m. Vực nước gồm 4 khu. Phá Tam Giang dài 27km, rộng 52km2 mang hình thái lagun điển hình nhất. Đầm Sam hình đẳng thước, rộng 16,2 km2 vốn là vùng cửa châu thổ cũ của sông Hương. Đầm Thủy Tú dài 24km, rộng 36km2, mang hình thái của một kênh triều bồi tụ thu hẹp mạnh hai bờ. Đầm Cầu Hai hình bán nguyệt, chiều dài nhất 17km, diện tích 112km2, vốn là một vụng biển bị cồn cát khép kín. Đê cát chắn ngoài đầm phá cao nhất trên 30 m và rộng nhất 3-4,5km, tuy nhiên ở những đoạn sát cửa biển chỉ cao 1,5-4m và rộng một vài trăm mét. Lạch cửa đầm phá là đơn vị cấu trúc kém ổn định nhất về cả hình thái, vị trí và kích thước, thường tồn tại 2, ít nhất là 1 và nhiều nhất là 5 lạch. Chiều rộng lạch lớn nhất được biết là 700m, độ sâu lớn nhất được biết là trên 10m. Bờ sau lagun dài 183km, bờ đá gốc chiếm 12%, có hệ thống đê ngăn mặn dài trên 100km. Có mặt các bãi bồi cao dạng đảo ở Thủy Tú và Đầm Sam, các bãi bồi ngập lũ, thềm lagun ven bờ.
Trong quá trình phát triển, hệ đầm phá bị ảnh hưởng sâu sắc bởi chế độ kiến tạo khu vực.
Vận động nâng và hoạt động đứt gãy hiện đại đã làm xuất hiện các vòm nâng cục bộ gây biến dạng cấu trúc mạng lưới dòng chảy đổ vào đầm phá và làm thay đổi hoàn lưu, động thái cửa đầm phá.
c. Đa dạng về các giai đoạn trong lịch sử hình thành Giai đoạn tiền đầm phá
Giai đoạn trước Holocen là giai đoạn tiền đầm phá. Trên bình đồ cấu trúc khu vực, các thành tạo địa chất Paleozoi sớm-giữa là móng chi phối quá trình thành tạo và cấu hình lớp phủ Kainozoi. Ở quy mô hẹp hơn, các thành tạo địa chất Kainozoi trước Holocen lại là móng của hệ đầm phá Tam Giang-Cầu Hai. Trong khoảng thời gian Neogen-Pleistocen sớm đã tạo nên phụ
tầng kiến trúc dưới của tầng kiến trúc Kainozoi (trầm tích vụn thô xen cát kết, bột kết, sét kết), có vai trò của các vận động kiến tạo bắt đầu từ Miocen. Trong khoảng thời gian Pleistocen giữa- muộn, các trầm tích sông, sông-biển và biển tạo nên phụ tầng kiến trúc giữa. Quá trình san bằng địa hình mạnh mẽ bắt đầu từ Miocen, lấp đầy các thung lũng kiến tạo hình thành do biến dạng và phá hủy các thành tạo địa chất Paleozoi sớm-giữa.
Holocen sớm-giữa là giai đoạn tạo tiền đề xuất hiện đầm phá hiện đại và mang tính phổ biến với hiện tượng tan băng lần cuối trong lịch sử Đệ Tứ, dẫn đến sự dâng cao mực nước đại dương thế giới trong suốt thời gian Holocen. Biển tiến sau băng hà lần cuối có tiến trình dâng cao mực biển từ thời điểm cuối Pleistocen (18.000-20.000 năm trước) nhanh và liên tục cho tới khoảng 8.000-6.000 năm về trước, tốc độ trung bình 8 mm/năm. Từ khoảng 8.000-6.000 năm trước tới nay, tiến trình dâng cao mực nước bị tác động mạnh bởi các quá trình địa chất khu vực nội sinh và ngoại sinh dẫn đến hiện tượng biển tiến, biển thoái tùy nơi. Tại khu vực đầm phá Tam Giang- Cầu Hai đã hình thành hai thế hệ đê cát trong khoảng thời gian 8.000 - 3.000 năm trước. Hệ thống đê cát thứ nhất gồm nhiều đê cát nhỏ gối tiếp nhau tạo nên đồng bằng cát Phong Chương, Phò Trạch (Quảng Điền) và Phú Lương-Viễn Trình, Phú Đa (Phú Vang). Hệ thống đê cát thứ hai gồm các đê cát nhỏ phát triển từ Cửa Việt cho tới phía Bắc cửa Ô Lâu, độ cao giảm dần về phía Đông Nam và chìm dần dưới cồn cát trẻ (NH Cử, 1996).
- Giai đoạn khởi nguyên. Khởi nguyên đầm phá được hình thành nhờ nổi cao một dãy đảo cát chắn ngoài vùng nước nông hẹp phía trong. Quá trình bồi tụ nhờ dòng bồi tích cát dọc bờ sau đó đã nối liền các đảo cát, chỉ để lại hai cửa là Thái Dương Thượng và Vinh Hải. Sự hình thành phá bắt đầu bằng sự nổi cao của hệ thống cồn cát Linh Thái-Phú Thuận với tư cách là một đảo chắn dần dần nổi cao, mở rộng và kéo dài về phía Tây Bắc. Trong khi đó, dòng bồi tích cát dọc bờ phát triển cồn đụn sát biển kéo dài từ Cửa Việt đến Thái Dương Thượng. Nhờ đó phá ban đầu mới hình thành rộng sâu hơn hiện nay và có hai cửa đều rộng, một cửa phía Nam, có lẽ ở Vinh Hải, sát phía Bắc núi Linh Thái, một cửa phía Bắc, có lẽ ở giáp phía Thái Dương Thượng và Thái Dương Hạ và đã được Krempt (1931) nhắc đến. Cửa này sau bị cồn cát vun cao trên 20m chạy dài lấp phẳng. Giai đoạn khởi đầu kết thúc khi hai dải cồn cát kéo dài gặp nhau hình thành nên “Đại Trường Sa” chạy dọc từ Cửa Việt đến Linh Thái. Cả hai cửa Thái Dương và Vinh Hải đều bị lấp, đồng thời mở ra cửa Tư Hiền.
Lúc mới hình thành hệ đầm phá Tam Giang-Cầu Hai rộng hơn bây giờ nhiều. Cách đây trên ba thế kỷ phá Tam Giang còn kéo dài đến địa phận Hải Lăng theo mô tả của Lê Quý Đôn (1776) trong Phủ biên tạp lục và của Dương Văn An trong Ô Châu cận lục hồi thế kỷ XVI. Vùng trũng thấp ở Hải Thanh, Hải Kinh và Hải Dương (Hải Lăng) hiện nay cách cửa Ô Lâu trên 10km nguyên là một phần của phá Tam Giang ngày đó.
- Giai đoạn trẻ. Phá chỉ có một cửa duy nhất ở phía Nam là cửa Tư Hiền, hai cửa cổ Thái Dương Thượng và Bắc Vinh Hải đã bị lấp. Trong pha 1, cửa Tư Hiền là cửa chính và Phú Cam là sông lớn đổ ra đầm Cầu Hai. Sông Hương lúc ấy chia làm hai nhánh từ thành phố Huế.
Nhánh chính theo kênh Phú Cam, Đại Giang (vốn là lòng một phá đã tàn lụi) đổ vào Tây Bắc Cầu Hai. Nhánh phụ, có lẽ đổ vào khu đầm Sam-An Truyền. Vực nước đầm Cầu Hai còn lấn sâu vào cửa Đại Giang đến ngã ba sông Nông. Tư Hiền là cửa duy nhất của phá sâu và rộng.
Trong pha 2, cửa Tư Hiền là cửa chính, sông Phú Cam tàn, sông Hương là dòng chính đổ vào đầm phá. Qua quá trình phát triển, cửa sông Hương lúc đó là Đại Giang bị bồi tụ mạnh gây tắc nghẽn thoát nước. Hoạt động của vòm nâng hiện đại Thủy Thanh làm sông Hương đoạn Phú Cam ngày nay bị tàn đi. Sông Hương thoát dòng chính ra biển theo hướng Đông Bắc và có vị trí gần như ngày nay do vòm nâng Phú Vang đẩy lệch nó về phía Bắc và nhận hợp lưu sông Bồ, đổ về bồn sụt hạ cửa sông Hương hiện nay và bồi tụ mạnh châu thổ trong đầm phá. Trong pha 3, sự ách tắc thoát lũ do phát triển delta triều xuống ở phía Nam kênh Thủy Tú dẫn đến mở cửa Thuận An. Do không có cửa thoát trực tiếp ra vị trí cửa Thuận An bây giờ, toàn bộ dòng chảy
sông Hương theo đầm Thủy Tú có vai trò như kênh dẫn đổ nước vào đầm Cầu Hai. Vào mùa lũ, dòng lũ sông Hương tràn bờ Thủy Tú tạo nên các bãi đảo định hướng dòng chảy, xâm thực hai bờ cát và tạo nên các bãi bồi ngập lũ hai bên bờ Thủy Tú, làm thu hẹp đáng kể lòng dẫn Thủy Tú. Mặt khác, do điều kiện đặc biệt thuận lợi, dòng triều xuống và dòng lũ thoát đã tạo nên các delta triều xuống dưới dạng các bãi chìm, đảo chắn đầu cửa phía Nam Thủy Tú làm cản trở nghiêm trọng thoát lũ sông Hương. Dòng lũ sông Hương công phá cồn cát đối diện để tạo lối thoát mới ngắn nhất. Vì thế cửa Thuận An đã mở vào năm 1404 chấm dứt giai đoạn trẻ của phá.
- Giai đoạn trưởng thành. Giai đoạn trưởng thành được tính từ khi mở cửa Thuận An vực nước phân dị thành 3 phần Tam Giang, Thủy Tú và Cầu Hai, khác nhau về hình thái, hoàn lưu nước, quá trình trầm tích và đặc điểm sinh thái vực nước.
Từ đầu thế kỷ XV đến nay, cửa Thuận An trở thành cửa chính và lối thoát nước chủ yếu của sông Hương, Tư Hiền thành cửa phụ và bị lấp, mở với nhịp điệu mau dần. Trong giai đoạn này có những sự kiện quan trọng như sông Phú Cam gần như tàn hẳn phải khơi đào, sông Bồ nhập hẳn vào sông Hương, sông Ô Lâu uốn dòng vuông góc chảy thuận hướng vào đỉnh phá Tam Giang, cửa Thuận An dịch vị trí 4 lần trên cung bờ dài 7km với chu kỳ 100-200 năm, vùng Tô Đà ở cửa Đại Giang bị bồi lấp tàn hẳn. Phá đã bị nông và hẹp đáng kể, ước tính bồi nông 2,4 mm/năm, tổng cộng 1,5 m trong giai đoạn này. Nghĩa là, độ sâu trung bình của phá trong khoảng gần 600 năm qua bị giảm đi một nửa. Riêng Cầu Hai bị bồi nông 1-1,4 mm/năm, tương ứng 0,6-0,8m kể từ khi Tư Hiền là cửa phụ. Trong giai đoạn trưởng thành, tác động nhân sinh đã ảnh hưởng sâu sắc đến tiến hóa tự nhiên của phá. Ví dụ: đô thị hóa ven sông Hương, đào kênh Vinh Tế (đời Lê) nối Ô Lâu-Cửa Việt, vét sông Phú Cam, lập cảng Thanh Hà (cảng cổ gần Bao Vinh), cảng Tân Mỹ (hiện nay), đắp đê đập ngăn mặn, hồ chứa thượng nguồn, tàn phá rừng.
d. Sự kỳ vĩ, đặc sắc, tiêu biểu của cảnh quan tự nhiên
Với diện tích trên 200km2, kéo dài gần 70km, có những đoạn rộng hẹp khác nhau, hệ đầm phá Tam Giang-Cầu Hai là lagun có quy mô lớn nhất Việt Nam và cả vùng Đông Nam Á, thuộc loại lớn trên thế giới.
Sự hùng vĩ và đồ sộ của hệ thống cồn cát chắn ngoài bao bọc lấy vực nước phía trong, tạo thành các giá trị độc đáo, đặc thù:
- Cồn cát ven biển với quy mô đồ sộ, kéo dài 70km, cảnh quan dạng savan, nét đặc sắc là sự có mặt của một số bầu nước, dấu vết tàn của đầm phá.
- Các đầm lầy, cửa sông còn chất hoang sơ, nơi cư trú nhiều loài sinh vật, đặc biệt trong đó có chim nước di cư trú đông.
- Bãi biển đẹp như Thuận An, Vinh Hiền phía ngoài đầm phá.
- Vực nước rộng tới 216km2 với độ sâu trung bình 1,5m, lớn nhất 4,2m trong đầm phá và trên 10 m tại luồng cửa.
Hệ đầm phá Tam Giang-Cầu Hai là vùng đất ngập nước ven biển điển hình nằm chuyển tiếp giữa biển và lục địa, có vai trò duy trì tính bền vững về sinh thái học và thủy văn học.
Cồn cát ven biển Thừa Thiên-Huế thể hiện tính phi địa đới các quá trình bờ Việt Nam, tập trung ở vùng bờ giàu bồi tích cát, có mùa khô trùng mùa hè nóng và hướng gió thịnh hành thổi từ biển vuông góc với bờ biển. Hệ thống cồn-đụn kéo dài liên tục từ Cửa Việt tới cửa Thuận An từng được gọi là Đại Trường Sa (sách Phủ biên tạp lục), từ cửa Thuận An tới cửa Tư Hiền là Tiểu Trường Sa.
Cồn cát ven biển Thừa Thiên-Huế là phần phía Nam của hệ cồn cát đồ sộ ven biển Bình- Trị-Thiên phân bố trên chiều dài 250km, rộng khoảng 67 nghìn hecta, cao 10-40m, có khi đạt 50-60m, thường có 2-3 hệ thống ngăn cách nhau qua các trũng hẹp, hoặc có đoạn chồng phủ trực tiếp lên nhau. Tổng khối lượng cát của hệ thống cồn khoảng 16km3.
So sánh với một số cồn cát ven biển có quy mô đồ sộ nhất thế giới (Đại cồn cát Pilat nằm ở vịnh Arcachon, Pháp; Cồn cát Oregon ở bờ biển miền Tây nước Mỹ; Cồn cát Cronulla nằm trên bán đảo Kurnell, Australia, v.v.) có thể thấy, các cồn cát ven biển Bình-Trị-Thiên là một công trình kỳ vĩ của thiên nhiên tầm cỡ thế giới.