I LỚP VỎ ĐỊA LÍ CỦA TRÁ ĐẤ T
4. Thạch quyển
a) Khái niệm về thạch quyển
Thạch quyển là lớp vỏ cứng của Trái Đất bao gồm vỏ Trái Đất và lớp trên của tầng manti cấu tạo bằng các đá kết tinh. Chiều dày của thạch quyển thay đổi ở các vị trí khác nhau : ở lục địa vào khoảng 100km, ở đại d−ơng vào khoảng 50km. Nghiên cứu về thạch quyển có nhiều ngành khoa học khác nhau tham gia. Địa chất học nghiên cứu về thành phần cấu tạo, nguồn gốc phát sinh và lịch sử phát triển của thạch quyển. Địa lí học nghiên cứu về địa hình,... Không chỉ giới hạn trong việc mô tả các địa hình, địa lí học còn có nhiệm vụ giải thích sự hình thành, phát triển, cũng nh− sự phân bố của địa hình trong không gian.
b) Khái niệm về địa hình
Địa hình là hình dạng bề mặt Trái Đất nói chung hay của một khu vực nói riêng. Địa hình đ−ợc phân biệt với nhau bởi các yếu tố địa hình. Các yếu tố địa hình đặc tr−ng bằng hình thái, trắc l−ợng hình thái, nguồn gốc và tuổi.
− Hình thái và trắc l−ợng hình thái
Hình thái là dạng bề ngoài của các yếu tố địa hình, nó có thể là d−ơng (lồi) nh− một quả núi hay âm (lõm) nh− một bồn địa, tròn nh− đỉnh một quả đồi hay nhọn nh− đỉnh các núi đá, có thể kín nh− lòng chảo hay hở nh− một thung lũng sông h−ớng về biển.
Trắc l−ợng hình thái là hình thái biểu thị bằng các kích th−ớc chính xác của các yếu tố địa hình. Nó đ−ợc biểu thị bằng các yếu tố định l−ợng nh− diện tích, độ dài, độ cao tuyệt đối, độ sâu trung bình, độ dốc trung bình, độ cao t−ơng đối,... Hình thái và trắc l−ợng hình thái cũng có thể dùng làm cơ sở để phân loại các yếu tố địa hình.
− Nguồn gốc hình thành địa hình
Địa hình trên bề mặt Trái Đất luôn biến đổi, một mặt do những lực có nguồn gốc ở trong lòng Trái Đất sinh ra (nội lực), mặt khác do những lực bên ngoài Trái Đất sinh ra (ngoại lực).
+ Quá trình nội sinh
Quá trình nội sinh là những quá trình biến đổi địa hình do nội lực sinh ra. Nó liên quan đến các hiện t−ợng xảy ra ở bên trong Trái Đất nh− : sự tăng nhiệt độ và áp suất do sự phân huỷ các chất phóng xạ, sự di chuyển các dòng vật chất theo trọng lực.
Các quá trình này khi xảy ra ở d−ới sâu đã làm thay đổi vị trí các lớp đá của vỏ Trái Đất, dẫn tới việc phá huỷ các địa hình cũ, hình thành địa hình mới. Các quá trình nội sinh bao gồm các quá trình tạo núi, tạo lục, hoạt động núi lửa và động đất, đứt gãy,...
+ Quá trình ngoại sinh
Quá trình ngoại sinh là quá trình xảy ra ở trên bề mặt Trái Đất, với nguồn năng l−ợng chủ yếu là nhiệt bức xạ Mặt Trời. Đó là các quá trình phá huỷ, bào mòn ở chỗ này, bồi tụ ở chỗ khác, do tác động của nhiệt độ, gió, m−a, n−ớc chảy, băng tan, n−ớc biển và các sinh vật gây ra. Tất cả các quá trình ngoại sinh này đều chịu sự chi phối của trọng lực. Trong một số tr−ờng hợp, trọng lực là nguyên nhân trực tiếp của sự di chuyển vật chất không cần sự có mặt của n−ớc chảy, gió, băng hà,... thí dụ nh− hiện t−ợng đá lở, đất tr−ợt.
Các quá trình nội sinh và ngoại sinh xảy ra đồng thời và địa hình chính là sự tác động qua lại giữa hai quá trình đó. Các quá trình nội sinh có khuynh h−ớng tăng tính gồ ghề của bề mặt Trái Đất. Trong khi đó các quá trình ngoại sinh lại có xu h−ớng san bằng những gồ ghề ấy. Mặc dù đối lập nhau nh−ng các quá trình nội, ngoại sinh có mối quan hệ ảnh h−ởng đến nhau : quá trình nội sinh xảy ra mạnh, nâng lên cao, thì quá trình phá huỷ, bóc mòn xảy ra mạnh hơn. Cần l−u ý rằng, mặc dù cả hai quá trình cùng tham gia vào việc hình thành địa hình, nh−ng trong các yếu tố địa hình lớn, nội lực đóng vai trò chủ yếu, còn trong các yếu tố địa hình nhỏ thì vai trò nội lực lại là thứ yếu, ngoại lực mới đóng vai trò chính.
Dựa vào các quá trình hình thành, ng−ời ta chia địa hình bề mặt Trái Đất thành:
Địa hình kiến tạo (các yếu tố cấu trúc, hình thái) trong đó quá trình nội sinh đóng vai trò chính.
Địa hình bóc mòn bồi tụ (các yếu tố điêu khắc hình thái) trong đó quá trình ngoại sinh đóng vai trò chủ yếu.
− Tuổi địa hình
Tuổi địa hình chỉ mức độ cổ hay mới của địa hình. Có hai cách xác định tuổi địa hình : tuổi địa chất và tuổi hình thái. Tuổi địa hình có thể xác định bằng số năm tính từ khi địa hình đó xuất hiện bằng các ph−ơng pháp phóng xạ. Đó là tuổi tuyệt đối của địa hình. Tuổi địa hình cũng có thể xác định bằng những khoảng thời gian trong niên biểu địa chất. Đó là tuổi t−ơng đối. Tuổi hình thái của địa hình cho ta các giai đoạn trong quá trình phát triển mà một yếu tố địa hình đã đạt đến. Thông th−ờng quá trình phát triển của một yếu tố địa hình bao gồm các giai đoạn trẻ, tr−ởng thành và già. T−ơng ứng với mỗi giai đoạn phát triển này, địa hình có những hình thái đặc tr−ng.
Tuổi địa chất và tuổi hình thái không phải lúc nào cũng phù hợp với nhau. Trong những điều kiện thuận lợi hơn, một yếu tố địa hình dù xuất hiện sau cũng có thể đạt đến những giai đoạn tr−ởng thành tr−ớc.
c) Các dạng địa hình chủ yếu
− Địa hình lục địa và đại d−ơng
Tình trạng lồi lõm của bề mặt Trái Đất cho phép phân ra hai loại địa hình cơ bản ở cấp hành tinh : địa hình lục địa và địa hình đáy đại d−ơng. Dựa vào độ cao trên lục địa chia ra các loại địa hình : địa hình miền đất thấp (bình nguyên), cao nguyên và miền núi. ở đáy đại d−ơng theo độ sâu có : thềm lục địa, s−ờn lục địa và đáy đại d−ơng.
Ngoài ra còn có thể dựa vào các quá trình hình thành để phân chia các dạng địa hình khác nhau trên Trái Đất.
− Địa hình kiến tạo (các yếu tố cấu trúc hình thái)
Quá trình nội sinh đóng vai trò chủ yếu trong sự hình thành địa hình kiến tạo. Đặc điểm cơ bản của dạng địa hình này là có sự t−ơng ứng rất lớn giữa địa hình với cấu trúc địa chất và th−ờng có kích th−ớc rất lớn : miền núi, miền đồng bằng rộng lớn t−ơng ứng với miền địa máng, miền nền,...
− Địa hình bóc mòn − bồi tụ (các yếu tố điêu khắc hình thái)
Quá trình ngoại sinh đóng vai trò chủ yếu trong sự hình thành địa hình bóc mòn − bồi tụ, phát triển trên các địa hình kiến tạo và đem lại cho những yếu tố địa hình kiến tạo ấy những dáng vẻ riêng biệt. Dựa vào các nhân tố hình thành có thể chia các dạng địa hình sau :
+ Địa hình do dòng chảy tạo thành
Địa hình do dòng chảy tạo thành là dạng địa hình phổ biến nhất trên bề mặt Trái Đất. Địa hình do dòng chảy tạo thành rất đa dạng, đ−ợc hình thành nhờ tác dụng phá huỷ và bồi tụ của dòng n−ớc. Tác dụng phá huỷ của dòng n−ớc gọi là tác dụng xâm thực. Xâm thực của dòng n−ớc bao gồm xâm thực sâu (đào lòng) và xâm thực ngang. Xâm thực sâu chiếm −u thế trong giai đoạn đầu của sự phát triển của dòng sông, ở khu vực th−ợng nguồn tạo thành các thung lũng hình chữ V : đào sâu lòng, vách dốc đứng. Xâm thực ngang chiếm −u thế ở khu vực trung l−u và hạ l−u. Tại đây, sông ngừng đào sâu lòng, đáy sông mở rộng, tạo thành các thung lũng hình chữ U. Xâm thực ngang xảy ra làm cho con sông đáng ra chảy thẳng, nay trở nên ngoằn nghèo. Những đoạn cong ấy của thung lũng sông gọi là khúc uốn của sông.
Các sản phẩm bị xâm thực đ−ợc mang đi bằng con đ−ờng hoà tan hay cơ học. Đó là tác dụng vận chuyển của dòng n−ớc. Tại những nơi tốc độ dòng n−ớc nhỏ đi hay l−ợng n−ớc giảm xuống thì ở đó xảy ra qua trình bồi tụ. Quá trình này có thể xảy ra suốt dọc sông nh−ng chủ yếu vẫn là ở bộ phận hạ l−u và cửa sông. Tại đây trong những điều kiện thuận lợi : phù sa của sông lớn, khu vực biển gần cửa sông nông, sóng biển yếu, thuỷ triều nhỏ,... sẽ hình thành nên các đồng bằng châu thổ.
Các dòng chảy tạm thời (là dòng chảy chỉ hình thành sau cơn m−a và sau khi tuyết tan) cũng tạo nên các dạng địa hình khác nhau. ở những khu vực cấu tạo bằng đá vụn bở, không có lớp phủ thực vật, m−a nhiều với c−ờng độ và s−ờn dốc th−ờng tạo thành khe rãnh, m−ơng xói. Khe rãnh, m−ơng xói phát triển với c−ờng độ và mật độ lớn tạo thành địa hình xấu.
Dòng chảy tạm thời còn tạo thành nón phóng vật. Nón phóng vật là dạng địa hình bồi tụ, th−ờng nằm ở d−ới chân s−ờn núi hoặc đồi, có hình nửa cái nón, vật liệu ở đỉnh thô, càng xuống d−ới chân, vật liệu càng trở nên nhỏ dần.
+ Địa hình cacxtơ
Địa hình cacxtơ là dạng địa hình liên quan tới sự l−u thông của n−ớc trong các đá dễ hoà tan. Địa hình cacxtơ rất phổ biến ở n−ớc ta và trên thế giới. Quá trình ăn mòn xảy ra trên những khe nứt hay trên những chỗ trũng xuống của bề mặt địa hình tạo nên những dạng địa hình âm nhỏ gọi là caren. Th−ờng hay gặp caren d−ới hình thức những rãnh, giữa chúng là những mào đá sắc nhọn mà nhân dân ta hay gọi là đá tai mèo. Phễu cacxtơ là những dạng địa
hình âm, có s−ờn dốc, đáy của chúng có những lỗ hút n−ớc. Đây là những khoảng rỗng nhỏ, dạng ống, thẳng đứng hay nghiêng.
Cacxtơ tàn tích là những dạng địa hình d−ơng còn sót lại sau quá trình mở rộng và nối liền các dạng địa hình cacxtơ âm. Cacxtơ tàn tích bao gồm : tháp cacxtơ, nón và vòm cacxtơ.
Hang động của dạng địa hình cacxtơ ngầm, hình thành do sự xâm thực ăn mòn, mở rộng các khe trong lòng khối đá vôi. Trong hang có nhiều dạng địa hình nhỏ. Đó là các cột xâm thực, hình thành ở đáy hang và thềm đá do ăn mòn và xâm thực tạo thành. Nh−ng kì thú nhất vẫn là các thạch nhũ −dạng địa hình do lắng đọng hoá học tạo nên. Tuỳ thuộc vào vị trí trong hang mà thạch nhũ có những đặc điểm riêng. Chuông đá là những thạch nhũ buông thõng từ trần hang xuống, có hình nón lộn ng−ợc. ở trên sàn hang có măng đá là những kết tủa của canxi từ các chuông đá rơi xuống. Trong quá trình phát triển, chuông đá và măng đá nối với nhau sẽ tạo thành cột đá. Trên những hốc nhỏ của sàn hang còn gặp những kết hạch canxi hình tròn hay hình bầu dục, mà nhân dân ta ở một số nơi th−ờng gọi là "trứng tiên".
+ Các quá trình s−ờn
Theo lí thuyết, s−ờn là tất cả những mặt nghiêng có độ dốc trên 0o. Vì vậy, có thể nói quá trình s−ờn và các dạng địa hình do nó tạo thành phổ biến ở nhiều nơi. Đặc tr−ng nhất của quá trình s−ờn là sự di chuyển vật liệu theo khối, di chuyển vật liệu trực tiếp d−ới tác dụng của trọng lực không thông qua tác động của môi tr−ờng trung gian nh− n−ớc sông, băng hà, gió, n−ớc biển,... Dựa vào tốc độ di chuyển, quá trình s−ờn đ−ợc chia thành hai kiểu : di chuyển nhanh và di chuyển chậm. Kiểu di chuyển nhanh bao gồm đá lở, đất tr−ợt, bùn nhảy th−ờng xảy ra chớp nhoáng trong khoảng khắc. Kiểu di chuyển chậm có đặc điểm xảy ra chậm, khó nhận biết, nh−ng rất phổ biến, bao gồm : tr−ợt ngắn, xói mòn, nén chặt, sự va đập của giọt n−ớc m−a, rửa tràn trên mặt. Có nhiều nhân tố ảnh h−ởng tới sự di chuyển trên s−ờn nh− độ dốc của s−ờn, tính gắn kết của đá cấu tạo s−ờn, tính ma sát và đặc điểm của lớp phủ thực vật,...
+ Địa hình có các nguồn gốc tạo thành khác
Ngoài những nhân tố trên, địa hình còn có thể đ−ợc hình thành do tác dụng của gió, của băng hà, của n−ớc biển,... nh−ng những dạng địa hình đó đều đ−ợc hình thành ở những khu vực có những điều kiện tự nhiên nhất định.
Địa hình do gió th−ờng hay gặp ở những vùng khí hậu khô hạn, hoang mạc, nơi không có lớp phủ thực vật. Đất đá khô, gió phát huy vai trò của mình mạnh mẽ. Các dạng địa hình do gió th−ờng gặp là thổi mòn, khoét mòn, các nấm phong thành, các khối đá đong đ−a, các cồn cát, gò cát, cánh đồng cát,...
Địa hình băng hà chỉ quan sát thấy ở các vùng vĩ độ cao hay núi cao, nơi nhiệt độ luôn luôn thấp, tuyết tích tụ lâu ngày biến đổi thành băng hà. Th−ờng gặp các dạng địa hình do băng hà hình thành nh− : đấu băng, thung lũng băng, những cao nguyên băng hà, vũng hẹp băng hà (fior), đá l−ng cừu,...
− Địa hình bờ biển
Nhiều nhân tố ảnh h−ởng tới quá trình phát triển địa hình bờ biển nh− : đá tạo bờ, cấu trúc địa chất, khí hậu và nhất là tác dụng của biển (sức công phá, thuỷ triều, đặc tính lí hoá của n−ớc biển,...). Địa hình bờ biển phân ra thành hai dạng địa hình chính :
Đ−ợc hình thành chủ yếu do sự phá huỷ của sóng. Khi sóng vỗ bờ, bản thân nó có một sức đập lớn, lại cộng thêm sức phá huỷ của các tảng đá − vật liệu do nó mang theo, làm cho bờ bị ăn lõm tạo thành hàm ếch (hõm) sóng vỗ. Hàm ếch ngày càng ăn sâu, đến một mức độ nhất định thì cả phần đá ở trên sẽ bị sập xuống. Vật liệu phá huỷ bị lôi ra xa bờ và lắng lại d−ới đáy tạo thành nền mài mòn. Địa hình mài mòn th−ờng đặc tr−ng cho những khu vực bờ cấu tạo bằng đá cứng, cao và dốc.
+ Các dạng địa hình bồi tụ
Nếu bờ biển thoải, cấu tạo bằng các vật liệu vụn thì sẽ xảy ra quá trình bồi tụ. Khi sóng đánh vào bờ sẽ phá huỷ bờ và các vật liệu hoặc là bị lôi cuốn theo h−ớng ngang với bờ hay là dọc theo bờ tuỳ theo năng luợng của sóng, h−ớng sóng đánh vào bờ, độ sâu của khu vực,...Khi sóng mất dần năng l−ợng thì sức phá huỷ và vận chuyển giảm, quá trình bồi tụ bắt đầu, hình thành các cồn cát duyên hải, các đầm phá, bãi nối liền đảo,... Dạng địa hình bồi tụ th−ờng tạo ra các kiểu bờ thẳng, đơn giản, có mũi đất nhọn. Nơi đây thuận tiện cho việc phát triển nghề làm muối, nuôi thuỷ sản hoặc tổ chức thành những bãi tắm, khu nghỉ mát.