Địa hình carxtơ
Carxtơ (tiếng Đức: Karst) là hiện tượng phong hóa đặc trưng của những miền núi đá vôi bị nước chảy xói mòn. Sự xói mòn không phải do cơ chế lực cơ học, mà chủ yếu là do khí điôxít cacbon (CO2) trong không khí hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hyđrô (H+) tạo thành axít cacbonic. Axít cacbonic là thủ phạm chính trong quá trình ăn mòn đá vôi. Sản phẩm tự nhiên của quá trình phong hóa carxtơ là các hang động với các nhũ đá, măng đá, sông suối ngầm,... Các sản phẩm tự nhiên nổi tiếng tại Việt Nam là: vịnh Hạ Long, động Phong Nha (Quảng Bình), hồ Thang Hen (Cao Bằng)...




Từ Carxtơ trong tiếng Việt là sự phiên âm của Karst trong tiếng Đức, nó là tên gọi cho Kras, một khu vực ở Slovenia dọc theo bờ biển Adriatic và nằm trên một cao nguyên đá vôi.

Khái niệm Địa hình carxtơ

Địa hình carxtơ là địa hình của các kiểu phân rã đặc trưng thông thường được đánh dấu bởi các hệ thống thoát nước theo hang động ngầm dưới đất. Đây là các khu vực mà ở đó nền đá có lớp bị hòa tan hoặc các lớp, thông thường (nhưng không phải luôn luôn) là đá cacbonat chẳng hạn như đá vôi hay đôlômít. Trong những chỗ như thế có rất ít hoặc thậm chí không có hệ thống thoát nước trên bề mặt. Một số khu vực có địa hình carxtơ, chẳng hạn khu vực ở miền nam Missouri và miền bắc Arkansas tại Hoa Kỳ, có chứa hàng nghìn hang động.

Phản ứng hóa học trong địa hình carxtơ

Sự tạo thành của địa hình carxtơ nói chung là kết quả của mưa axít nhẹ tác động lên nền đá vôi hay đôlômít và hòa tan một phần các chất chứa trong các loại đá này theo thời gian. Quá trình hòa tan dưới bề mặt đá tạo ra địa hình với các đặc trưng đặc biệt, bao gồm các hố sụt hay thung lũng (các lòng chảo khép kín), các đường thông thẳng đứng, các các dòng suối đột ngột biến mất. Sau một thời gian đủ lớn, các hệ thống thoát nước ngầm phức tạp này (chẳng hạn các tầng ngậm nước carxtơ) và các hệ thống hang động có phạm vi rộng có thể được tạo ra.

Axít cacbonic sinh ra hiện tượng này được tạo ra khi các hạt mưa đi qua khí quyển đã lôi theo khí CO2 và hòa tan nó trong nước. Khi mưa rơi xuống mặt đất, nó ngấm qua các lớp đất, thu thập thêm CO2 để tạo ra dung dịch axít cacbonic yếu: H2O + CO2 → H2CO3.

Nước có tính axít yếu này bắt đầu hòa tan bất kỳ chỗ đứt gãy và các lớp đá trong các tầng đá vôi. Theo thời gian các chỗ đứt gãy này to dần lên do nền đá vẫn tiếp tục bị hòa tan. Các khoảng rỗng trong các lớp đá tăng dần về kích thước và hệ thống thoát nước ngầm bắt đầu phát triển, cho nhiều nước hơn đi qua và làm tăng tốc độ hình thành các đặc trưng carxtơ ngầm.

Sự hình thành carxtơ

Xói mòn dọc theo các bờ biển đá vôi, nói chung diễn ra ở vùng nhiệt đới, tạo ra địa hình carxtơ điển hình, bao gồm bề mặt makatea rõ nét phía trên mực nước biển thông thường và các chỗ cắt ngắn chủ yếu là kết quả của các hoạt động sinh học hay xói mòn sinh học tại (hoặc phía trên một chút) mực nước biển trung bình. Một số trong số các sự hình thành carxtơ gây ấn tượng nhất có thể thấy ở vịnh Phangnga của Thái Lan và vịnh Hạ Long của Việt Nam.

Măng đá ngón tay phù thủy trong hệ thống động Carlsbad.Canxi cacbonat bị hòa tan bởi nước chứa axít nhẹ có thể tích tụ lại ở bất kỳ chỗ nào. Trong các hang, các nhũ đá và các măng đá được hình thành nhờ sự tích tụ của canxi cacbonat và các khoáng chất bị hòa tan khác khi nước nhỏ giọt từ phía trên xuống. Một ví dụ là Gruta Rei do Mato trong "sự hình carxtơ Lagoa Santa" gần Sete Lagoas, Brazil với nhũ đá dài tới 20 mét.

Các sự hình thành khác bao gồm các tấm đệm (trong đó dòng chảy là từ các vết nứt chứ không phải là từ các điểm), và lớp cặn canxi xuất hiện khi dòng chảy của nước giàu canxit bị cản trở và canxit lắng xuống theo dòng chảy. Helictit là sự hình thành có dạng vòng xoắn gắn liền với mái và tường của hang. Các dạng hình thành dạng dòng chảy lớn hơn là các vũng nước tù đọng, chúng có dạng như bồn tắm và có thể chứa nhiều tinh thể canxit hay aragonit lớn hơn như là kết quả của sự bay hơi chậm. Các con sông hiện ra từ các hang đá vôi cũng có thể tạo ra các thềm khoáng chất túp, chứa các lớp trầm tích canxit theo thời gian khi nước thoát khỏi môi trường hang động giàu CO2.

Thoát nước và các vấn đề


Trồng trọt trong khu vực carxtơ cần phải tính toán đến sự thoát nước thái quá. Đất có thể đủ màu mỡ và lượng mưa là vừa phải nhưng nước mưa nhanh chóng chui xuống các đường nứt vào trong đất, đôi khi làm cho mặt đất bị khô nẻ trong khoảng thời gian giữa các trận mưa.

Việc cung cấp nước từ các giếng trong khu vực có địa hình carxtơ là khá nguy hiểm, do nước giếng có thể là nước chảy ra từ các chỗ đất sụt trong các bãi chăn thả gia súc thông qua các hang động và tới giếng mà không có sự tinh lọc thông thường diễn ra trong các tầng đất xốp ngậm nước.

Nước ngầm trong khu vực carxtơ rất dễ bị ô nhiễm như là nước bề mặt. Thông thường các chỗ đất sụt được sử dụng để lập trang trại hay thậm chí là chỗ đổ rác cho cộng đồng. Trong các khu vực carxtơ mà các hố phân tự hoại là hệ thống xử lý chất thải chủ yếu thì sự quá tải hay sự trục trặc của hệ thống sẽ thải các chất thải còn tươi vào trong các kênh nước ngầm.

Địa hình carxtơ tự nó cũng gây ra một số khó khăn cho sự cư trú của con người. Các chỗ đất sụt có thể phát triển dần dần cho đến khi các lỗ hổng bề mặt đủ lớn, nhưng sự xói mòn là hoàn toàn không biết trước được và mái của các hang động ngầm có thể sập bất thình lình. Những sự kiện như thế gây ra tổn thất cho nhà cửa, gia súc, xe cộ và máy móc.

Một phần danh sách các khu vực carxtơ

Khu vực hang Mammoth và khu vực Bluegrass ở Kentucky
Cao nguyên Ozark ở Missouri và Arkansas
Bán đảo Florida
Khu vực Dalmatia, Lika, Gorski Kotar, Kvarner và các quần đảo khác ở Croatia
Khu vực Carniola ở Slovenia
Cenote ở bán đảo Yucatan
Rừng Karst ở Puerto Rico
Kras, đông bắc Italy và tây nam Slovenia
Moravian Karst
Burren (Co.Clare, Ireland)
Rừng đá (tỉnh Vân Nam, Trung Quốc)
Khu vực xung quanh Quế Lâm ở Khu tự trị dân tộc Choang Quảng Tây, Trung Quốc
Công viên quốc gia Gunung Mulu, Malaysia
Khu vực vịnh Phangnga, nam Thái Lan
Vịnh Hạ Long, Việt Nam
Khu bảo tồn quốc gia Nahanni ở Northwest Territories, Canada
Malham Cove, Anh

ST

Xem thêm bài khác