7. Cấu trúc luận văn
3.2.2 Thời kỳ từ Holocen đến nay
Vào cuối Pleistocen muộn, do ảnh hƣởng của băng hà Wurm 2, biển thoái có quy mô toàn cầu đã có ảnh hƣởng lớn tới khu vực. Theo các kết quả nghiên cứu trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam, mực nƣớc biển thấp nhất xảy ra vào khoảng thời gian 20.000 - 18.000 năm trƣớc, ở độ sâu khoảng -110 mét so với mực nƣớc hiện nay. Đợt biển thoái này đã hình thành nên một bề mặt thềm sông/biển khá rộng. Ở phía Bắc Tây hồ Tây, thềm I tại Cổ Loa - Đông Anh đƣợc hình thành vào thời kỳ này. Quá trình địa mạo thống trị trong khoảng thời gian này là bóc mòn - xâm thực do nƣớc chảy trên mặt (cả dòng chảy thƣờng xuyên lẫn dòng chảy tạm thời) đã chia cắt bề mặt thềm vừa đƣợc hình thành để tạo ra địa hình máng trũng và lòng sông suối có độ sâu khá lớn nằm xen giữa các gò đồi và đồng bằng lƣợn sóng thoải.
Trong khoảng thời gian này, điều kiện khí hậu khô - ẩm xen kẽ nhau đã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phong hóa hóa học mạnh mẽ để tạo nên kiểu vỏ phong hóa laterit (đá ong) rất điển hình cho vùng trung du Bắc Bộ nói chung và Hà Nội nói riêng. Các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc cấu tạo nên vùng đất Xuân La - Xuân Đỉnh cũng bị phong hóa mạnh trong thời kỳ này để tạo nên một tầng sét bột xám trắng loang lổ đỏ.
Hình 3.4: Tầng sét loang lổ hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại Xuân Đỉnh
Hình 3: Tầng sét loang lổ hệ tầng Vĩnh Phúc lộ ra tại Xuân Phương (ảnh: Đặng Văn Bào)
Sau đợt băng hà cuối cùng Wurm 2, biển tiến Flanđri bắt đầu khoảng 18.000 năm trƣớc có ý nghĩa quyết định đối với sự hình thành địa hình vùng Tây Hồ và thành phố Hà Nội. Các nhà nghiên cứu đều thống nhất rằng mực nƣớc biển khi bắt đầu đợt biển tiến này vào khoảng -110m. Ở thời kỳ đầu mực nƣớc dâng lên rất nhanh, và 10 ngàn năm trƣớc đây nó đạt mức -30m. Giao động mực nƣớc biển trong 10 ngàn năm trở lại đây có nhiều thay đổi và cũng có nhiều quan điểm của các nhà khoa học không giống nhau: 1. Theo Shepard, Emery, Kaplin thì mực nƣớc biển khoảng 10-7 ngàn năm trở lại đây vẫn dâng cao không ngừng và chậm dần lại và tiến dần tới mức hiện nay; 2. Ý kiến thứ 2 của Fairbridge, Skofild, Hill, Leontyev, Nikiforov cho rằng cách đây 5-6 ngàn năm, vào thời kỳ ấm áp Atlantic, mực nƣớc biển đã cao hơn hiện nay 3-5m, sau đó nó hạ xuống, rồi lại dâng lên một cách chậm chạp với những dao động không lớn lắm cho đến mực nƣớc hiện nay; 3. Còn ý kiến thứ 3, nhƣ Fisk cho rằng mực nƣớc biển đã đạt tới mực hiện nay cách đây vào khoảng 5000 năm rồi ổn định cho tới ngày nay.
Tại Việt Nam, nhiều nhà nghiên cứu thống nhất với quan điểm thứ 2 của Fairbridge bởi vì nó đã đƣợc khẳng định bằng sự phân bố rộng rãi của bậc thềm Flandrian ở độ cao 3-6m so với mực nƣớc biển hiện nay. Thêm vào đó, nghiên cứu của Lê Đức An cho thấy dao động mực nƣớc biển ở đây không hoàn toàn đơn giản nhƣ vậy. Theo tác giả này thì trong Holocen, đúng hơn là từ 8000 năm trở lại đây dao động của mực nƣớc biển ở thềm lục địa ven bờ biển Việt Nam đã có ba lần giao động lên và xuống của mức nƣớc biển. Ba lần mực biển hạ thấp vào các thời điểm khoảng 7000, gần 4000 và 1500 - 1200 năm trƣớc; cự ly hạ thấp có xu thế giảm dần. Có ba lần mực biển dâng cao hơn hiện nay vào các thời điểm khoảng 5500 - 4500 năm (ứng với thềm 4 - 6m), 2500 - 2000 năm (ứng với thềm 2 - 3m) và khoảng 1000 năm trƣớc.
Hình 3.6: Sơ đồ tiến trình giao động mực nước biển Việt Nam trong Holocen (Theo Lê Đức An)
Trên cơ sở phân tích về giao động mực nƣớc đại dƣơng thế giới ở trên, kết hợp với các dấu hiệu về địa tầng và địa mạo, có thể nhận xét rằng trong phạm vi đồng bằng
châu thổ sông Hồng, vào đầu Holocen, mực nƣớc biển vẫn tiếp tục tăng lên và lấn sâu dần vào lục địa. Phần rìa của đồng bằng châu thổ sông Hồng bị nƣớc biển tràn ngập. Trong phạm vi thành phố Hà Nội, đƣờng bờ biển thời kỳ Holocen giữa kéo dài từ phía Đông Nam Hoài Đức theo phƣơng Đông Nam qua Vân Canh, Xuân Đỉnh rồi vòng lên phía Đông Bắc đến phía Nam - Đông Nam Cổ Loa. Qua phân tích địa tầng, các nhà địa chất cho rằng ở thời kỳ đầu biển tiến xảy ra quá trình đầm lấy hoá đồng bằng, tạo thành loại đất sét lẫn mùn hữu cơ màu xám đen. Đó chính là tầng đất bùn sét yếu đặc trƣng ở vùng Hà Nội, phát hiện đầu tiên ở Giảng Võ, đƣợc gọi là tầng bùn Giảng Võ (mbQ22 hh1), thuộc phần dƣới của hệ tầng Hải Hƣng. Pha thứ hai là trầm tích biển
nông phủ phủ chồng lên tầng bùn trên, tạo thành tầng sét mịn xám xanh đặc trƣng gọi là “tầng Đống Đa” (lớp 3a: mQ22 hh2) nhƣ là lớp trám trên và bắt gặp rải rác trên địa phận Hà Nội (Nguyễn Đức Tâm).
Sau khi đạt tới mức cực đại của biển tiến (khoảng 3-4 mét so với mực nƣớc biển hiện nay) vào khoảng 6000 năm trƣớc, mực nƣớc biển tƣơng đối ổn định trong khoảng thời gian khá dài để tạo nên tầng trầm tích vũng vịnh/ biển ven bờ có bề dày thay đổi từ vài mét tại Giảng Võ, Ba Đình đến và chục mét ở vùng Từ Liêm. Các trầm tích trong giai đoạn này chủ yếu là vật liệu hạt mịn, có màu xám xanh đặc trƣng (tầng Đống Đa) nhƣ là lớp trám trên (Nguyễn Đức Tâm), nằm chuyển tiếp trên lớp bùn tầng Giảng Võ.
Sau thời kỳ biển tiến cực đại, từ khoảng 5 nghìn năm trƣớc, biển bắt đầu lùi, bề mặt đồng bằng châu thổ sông Hồng dần dần đƣợc lộ ra. Đây là giai đoạn cuối cùng của chu kì phát triển đồng bằng châu thổ. Lúc này đƣờng bờ ngày càng lùi ra phía biển, độ dốc của bề mặt châu thổ giảm đáng kể nên một phần vật liệu do các con sông vận chuyển sẽ đƣợc lắng đọng ngay trên bề mặt của đồng bằng châu thổ. Trong các kì lũ lụt, nƣớc chảy tràn bờ các dòng sông đã để lại các lớp trầm tích hạt mịn gồm chủ yếu là sét, sét bột trên bề mặt châu thổ với chiều dày thay đổi từ 0,5 đến 3m. Khi nƣớc sông tràn hai bên bờ thì động năng của dòng chảy giảm, các vật liệu thô nhƣ bột cát, cát bột sẽ lắng đọng trƣớc, tạo nên những con trạch hay đê tự nhiên ven sông, khá phổ biến ở khu vực Phú Thƣợng, Cổ Nhuế. Độ cao của các đê thiên nhiên này so với phần bãi bồi phía trong từ 1 – 3m. Đây là nơi thích hợp nhất cho việc tụ cƣ của ngƣời dân đồng bằng khi chƣa có các công trình trị thủy. Đến khoảng 4000 năm trƣớc, biển lùi xa dần, dòng sông Hồng phát triển theo hƣớng vƣơn dần về phía biển, uốn khúc, dịch chuyển lòng mạnh trên các thành tạo bở rời và tích tụ các sản phẩm mới thuộc hệ tầng Thái Bình (aQ23tb).
Khoảng 2000 đến 2500 năm trƣớc ở vùng bờ biển miền Bắc hiện nay lại xảy ra đợt biển tiến nhẹ (phù hợp với sơ đồ giao động mực nƣớc biển của Lê Đức An), mực nƣớc thâm nhập vào đồng bằng ở với mức cao hơn hiện tại chừng 1,5m đến 2,0m (gọi là đợt
biển tiến Quảng Xương), tuy nhiên không ảnh hƣởng nhiều tới địa phận Hà Nội, chỉ làm tăng quá trình xâm thực ngang khi độ dốc dòng chảy giảm.
Quá trình biển lùi dần trong Holocen đã làm cho sông Hồng và các sông nhánh đổ ra biển với vận tốc ngày càng mạnh hơn. Thế cân bằng ban đầu của các dòng sông, vốn dĩ đã vô cùng mỏng manh do sông uốn khúc ngoằn nghèo phức tạp trên trầm tích bở rời, nên đã dẫn tới hiện tƣợng “cắt cổ khúc uốn”: các dòng chảy chọn hƣớng chảy thẳng, tạo dòng chảy mới cắt qua trầm tích bở rời, bỏ lại khúc uốn cũ để tạo nên các hồ sót hình móng ngựa.
3.3 Nguồn gốc và sự phát triển các hồ nƣớc ở Hà Nội
3.3.1 Các dấu hiệu nhận biết các nguồn gốc các hồ
a. Dấu hiệu về địa mạo
Hình dạng của các đối tƣợng tự nhiên nói chung và hồ ao nói riêng thƣờng ngẫu nhiên. Nhƣng vì nguyên nhân nào đó mà chúng có hình thái khá đặc biệt và có thể căn cứ vào hình dạng đó mà suy ngƣợc lại nguồn gốc hình thành hoặc nhân tố tác động lên đối tƣợng đang nghiên cứu. Ví dụ: trung lƣu sông Hồng (đoạn sông Thao) khá thẳng do chảy trong đứt gãy sông Hồng, các hồ núi lửa thƣờng khá tròn trịa, các hồ kiến tạo rất sâu và có dạng kéo dài…Tƣơng tự nhƣ vậy, trong số các hồ đƣợc hình thành do quá trình biến đổi lòng sông hoặc là sản phẩm của lòng sông cổ để lại thƣờng có đặc điểm sau:
- Dạng uốn cong: Có thể là một phần của khúc uốn lòng sông để lại (hồ móng ngựa)…
- Các hồ ở các vị trí tạo thành tuyến kéo dài theo một hƣớng nào đó (là các đoạn lòng sông cổ, dải trũng chân gờ cao, rãnh thoát lũ trên bề mặt đồng bằng…nay còn sót lại thành các hồ đứt quãng).
Nƣớc là một chất lỏng rất linh hoạt, dễ dàng vận động từ chỗ cao xuống chỗ thấp dƣới cả hình thức chảy tràn cũng nhƣ chảy theo dòng khi có điều kiện. Yếu tố quyết định tới sự tập trung dòng chảy của nƣớc chính là độ chênh cao giữa các bộ phận trên bề mặt địa hình.
Về nguyên tắc, có thể xác định đƣợc độ cao của từng địa điểm thông qua công tác trắc địa. Nhƣng nhiệm vụ của bản đồ địa hình chỉ dừng lại ở mức cung cấp hình ảnh chân thực về hình thái bề mặt, còn bản chất của đối tƣợng địa hình đó nhƣ nguồn gốc, điều kiện hình thành cũng nhƣ quy luật vận động…thì phải dựa trên cơ sở địa mạo mới xác định đƣợc.
Hà Nội chủ yếu là địa hình đồng bằng xen lẫn ô trũng có nguồn gốc thành tạo là bề mặt của bãi bồi sông Hồng có xen lẫn các lạch, sông nhánh và các dấu vết sông cổ. Bề mặt địa hình khá bằng phẳng, độ nghiêng không lớn nên khi có một lƣợng nƣớc lớn bất thƣờng, nƣớc nhanh chóng tập trung tại các nơi trũng thấp và gây ra ngập lụt nếu không đƣợc tiêu thoát kịp.
Bằng hoạt động dòng chảy của mình, dòng sông đã thành tạo nên các đơn vị địa hình khác nhau trên đồng bằng bãi bồi. Sau nhiều gian đoạn tiến hóa, chúng đều để lại
dấu vết của mình trên địa hình hiện đại. Tuy nhiên chúng chẳng qua chỉ là tập hợp của những dải trũng và gờ cao xen kẽ nhau một cách có quy luật. Và các nhà địa mạo là ngƣời có thể nhận diện đƣợc các dạng địa hình ấy và quy luật phân bố của chúng thông qua nghiên cứu quá trình thành tạo đồng bằng bãi bồi và hình thái của các dạng địa hình có mặt trên nó.
b. Dấu hiệu về trầm tích
Nhìn chung, vào kỷ Đệ tứ, vùng đất Hà Nội nói riêng và toàn bộ đồng bằng châu thổ sông Hồng nói chung đã đƣợc tạo dựng nên qua các lần biển tiến và biển lùi xen kẽ nhau trong mối tác động qua lại với hoạt động nâng lên hay hạ xuống của khu vực. Vì vậy, trong khoảng thời gian này, vùng đất Hà Nội đƣợc hình thành khi thì quá trình biển chiếm ƣu thế, khi thì quá trình lục địa chiếm ƣu thế. Dấu ấn của chúng đƣợc ghi lại bằng các tầng đất (để gọi chung cho các trầm tích có thành phần từ cuội, sạn sỏi đến bùn sét) khác nhau và đƣợc phân chia ra thời kỳ Pleistocen và thời kỳ Holocen, đƣợc bắt đầu từ 1,6 triệu năm trƣớc cho đến nay.
Kiểu tƣớng tầm tích sét, sét bột hình thành trong quá trình sông bỏ lòng khi dịch chuyển ngang. Về cơ chế thành tạo thì phần trên cùng của tƣớng lòng sông cổ tƣơng tự nhƣ trầm tích đầm hồ trên bãi bồi, tuy nhiên xét về nguồn gốc thành tạo và mặt cắt địa chất thì chúng có khác nhau. Mức độ phân bố không gian của các hồ tự nhiên thƣờng rộng lớn và không có hình thù điển hình còn di tích lòng sông cổ thƣờng có chiều dài gấp nhiều lần chiều rộng và phân bố theo những sắp xếp không gian nhất định. Mặt cắt của các thành tạo hồ móng ngựa thƣờng có đáy là trầm tích tƣơng đối thô nhƣ cát, cát bột chuyển dần lên các trầm tích hạt mịn hơn nhƣ bột cát, bột sét và trên cùng là các trầm tích hạt mịn nhƣ sét bột, sét màu xám đen chứa các thấu kính than bùn hay các di tích thực vật màu đen. Trầm tích hạt mịn trên cùng của hồ móng ngựa thƣờng chứa các di tích động thực vật nƣớc ngọt giống nhƣ các thành tạo đầm hồ.
Nhƣ đã phân tích ở phần đặc điểm địa chất khu vực, vùng đất Hà Nội đã đƣợc định hình từ cuối chu kỳ thứ tƣ. Do đó có thể nói, chu kỳ này là quá trình tiếp tục bồi đắp phù sa, tạo nên diện mạo ngày nay. Quá trình đó đã để lại nhiều dấu vết cảnh quan môi trƣờng nhƣ hiện nay. Đặc biệt trên địa bàn Hà Nội, từ khi có công trình đắp đê ven các sông (sông Hồng và sông Đáy) khoảng 700 trăm năm trƣớc đây thì các diện tích trong đê hầu nhƣ đoạn tuyệt với quá trình lắng đọng trầm tích (trừ những diện tích nhỏ bị phủ thêm bởi các đợt vỡ đê), nên có hiện tƣợng bề mặt lòng sông Hồng ngày càng nâng cao, nhiều chỗ còn cao hơn bề mặt ruộng đồng ở trong đê. Chính vì khu vực nghiên cứu có thành tạo từ cuối chu kỳ thứ tƣ (tuổi Holocen giữa) nên dấu vết trầm tích lòng sông có thể dễ dàng giúp chúng ta vẽ lại đƣợc các tuyến lòng sông cổ tại đây.
Phân tích tài liệu địa chất trên mặt cắt địa chất từ Nhổn đến Đông Anh có thể nhận thấy độ sâu của lòng sông thƣờng đâth trên 15m. Lòng sông đƣợc đặc trƣng bởi tầng trầm tích hạt thô nhƣ cát, cuội, sỏi.
Hình 3.7: Mặt cắt địa chất đệ tứ theo tuyến khoan từ Nhổn đến Đông Anh [8]
Hình 3.8: Nhận biết lòng sông cổ dựa trên yếu tố trầm tích (a) Bản đồ địa hình khu vực Nhân Chính; (b) Mặt cắt trầm tích tại điểm có lỗ khoan LK; (c) Ảnh khu
vực có mặt cắt là lớp cát sạn tướng lòng sông [8]
Hình 3.9: Tầng trầm tích sét than tại hồ Đống Đa và dấu vết cây đang hoá than (ảnh Đặng Kinh Bắc, 2010)
Tại khu vực Nhổn, lớp phủ trầm tích hệ tầng Thái Bình chỉ tồn tại lớp phủ mỏng, từ 2m đến 4-5m. Đó là lớp phủ kiểu bãi bồi khi nƣớc lũ tràn bờ. Ở phía Đông Anh, nơi phân bố chủ yếu các thành tạo trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc thì lớp phủ mỏng của trầm tích hệ tầng Thái bình tại đầm Vân Trì chỉ là các dòng suối nhỏ chảy trong phạm vi thềm sông.
Để xác định lòng sông bằng phƣơng pháp này đòi hỏi có sự tổng hợp tài liệu của nhiều lỗ khoan. Trong khuôn khổ của luận văn và các tài liệu thu thập đƣợc, học viên chỉ vẽ các lòng sông cổ tại những nơi mà có tài liệu chắc chắn về thành tạo trầm tích tƣớng lòng sông (nhƣ các khu vực xã Quốc Oai, đoạn Trung Kính – Cầu Giấy, hồ Đống Đa, xã Mễ Trì,….).
Các trầm tích hồ móng ngựa thƣờng dễ dạng đƣợc quan sát bởi các hố đào và công trình. Trong mặt cắt trầm tích tại các hồ móng ngựa, phía trên các trầm tích tƣớng lòng sông thƣờng xuất hiện lớp trầm tích sét than, có thể có xen các dấu tích của cây đang trong quá trình hoá than (gặp đƣợc ở hồ Đống Đa). Tại khu vực Từ Liêm, theo các tài liệu lỗ khoan Dịch Vọng, tầng than bùn có nơi dày tới 4m, nằm từ độ cao sấp xỉ mực nƣớc biển trở xuống.
c. Dấu hiệu về sử dụng đất
Với tập tính quần cƣ thành làng mạc xen giữa vùng canh tác nông nghiệp, từ xa xƣa nhân dân ta đã chọn những nơi cao ráo để làm nhà định cƣ. Do vậy, các làng