Thung lũng đá vôi hình thành chủ yếu do nước hoà tan đá, không chỉ do nước cắt đá như ở thung lũng sông thông thường. Nước mưa hấp thụ khí cacbonic trong không khí và trong đất, trở thành axit yếu, thấm qua các khe nứt và hoà tan đá vôi từ từ. Qua thời gian rất dài, khe nứt mở rộng thành hang, hang sụp thành hố, các hố nối nhau thành thung, và có nơi mở ra thành những cánh đồng phẳng bao quanh bởi vách đá dựng đứng.
Dạng địa hình này gọi là karst, theo tên một vùng đá vôi ở Slovenia nơi nó được nghiên cứu sớm. Ở Việt Nam, karst phủ một diện tích lớn ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ: Bắc Sơn (Lạng Sơn), Pù Luông (Thanh Hoá), vùng Phong Nha – Kẻ Bàng (nay thuộc Quảng Trị), Tràng An (Ninh Bình), cao nguyên đá vùng Hà Giang cũ (nay thuộc Tuyên Quang). Những thung lũng ở đây có vẻ đẹp riêng, và cũng có những rủi ro riêng mà người đi nên biết.
Hoà tan đá vôi: cơ chế đằng sau mọi cảnh quan karst
Đá vôi được tạo chủ yếu từ canxi cacbonat, thường có nguồn gốc từ vỏ sinh vật biển lắng đọng hàng trăm triệu năm trước. Canxi cacbonat gần như không tan trong nước tinh khiết, nhưng tan được trong nước có hoà khí cacbonic. Nước mưa đi qua lớp đất có rễ cây và vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ thì nhận thêm rất nhiều cacbonic, nên khả năng hoà tan đá càng mạnh.
Quá trình này chậm đến mức không ai nhìn thấy trong một đời người, nhưng nó tích luỹ. Nước luôn đi theo đường dễ nhất: khe nứt, mặt lớp đá, đới đứt gãy. Ở đó đá bị hoà tan nhanh hơn, khe rộng ra, hút thêm nhiều nước hơn, rồi lại rộng ra nhanh hơn nữa. Đây là một vòng tự khuếch đại, giải thích vì sao vùng karst có những hang động rất lớn bên cạnh khối đá gần như còn nguyên.
Khí hậu nóng ẩm như Việt Nam thúc đẩy karst phát triển mạnh: mưa nhiều cung cấp nước, rừng nhiệt đới cung cấp cacbonic trong đất. Đó là lý do cảnh quan karst nhiệt đới, với tháp đá và thung lũng kín, khác hẳn karst ở vùng ôn đới vốn thường chỉ là bề mặt đá lởm chởm và các hố sụt.
Các dạng "thung lũng" trong vùng đá vôi
Người địa phương gọi chung là "thung" hay "cánh đồng", nhưng địa mạo karst phân biệt nhiều dạng. Bảng dưới giúp bạn gọi đúng tên những gì mình thấy:
| Dạng địa hình | Hình thành thế nào | Nhận ra ngoài thực địa |
|---|---|---|
| Phễu karst (hố sụt) | Nước hoà tan đá từ trên xuống, hoặc trần hang ngầm sụp | Hố tròn, lõm hình phễu, đáy có khi trồng ngô hay có lỗ nước rút |
| Thung kín (thung khô) | Nhiều phễu mở rộng và nối với nhau | Vùng trũng kín, vách đá bao quanh, không có suối chảy ra ngoài trên mặt |
| Thung lũng mù | Suối chảy trên đá không thấm rồi gặp đá vôi, chui vào hang và biến mất | Thung lũng đột ngột kết thúc ở một vách đá có miệng hang nuốt nước |
| Polje (cánh đồng karst) | Vùng trũng lớn, đáy phẳng phủ trầm tích, thường gắn với đứt gãy | Cánh đồng rộng, bằng phẳng, vách đá dựng bốn bề, mùa mưa có thể ngập |
| Hẻm karst | Sông ngầm bị sụp trần hoặc sông đào xuyên khối đá vôi | Khe sâu hai vách đá vôi, có khi còn lại cầu đá tự nhiên |
Nhiều thung lũng du lịch nổi tiếng là sự kết hợp. Ví dụ, một cánh đồng phẳng giữa vách đá như Bắc Sơn thường được mô tả như một dạng thung lũng karst rộng, còn đáy thung ở Tràng An lại bị nước tràn vào, tạo thành những "thung" mà thuyền đi qua các hang xuyên núi để nối với nhau.
Nước biến mất và xuất hiện: hệ thống sông ngầm
Mặt đất khô mà dưới đất đầy nước. Ở vùng karst, phần lớn nước mưa thấm ngay xuống các khe nứt, nên trên mặt ít suối, nhiều nơi thiếu nước sinh hoạt vào mùa khô dù lượng mưa cả năm lớn. Đây là khó khăn lâu đời của cư dân trên các cao nguyên đá.
Suối chui vào núi. Những con suối chảy từ vùng đá không thấm có thể đến chân khối đá vôi rồi biến mất vào một miệng hang, chảy ngầm hàng cây số, rồi trồi ra ở phía bên kia núi thành một mạch nước lớn. Người dân thường gọi các điểm này bằng những cái tên gắn với nước: mó nước, mắt nước, cửa hang.
Thung kín có lối thoát nước riêng. Đáy thung hay có những lỗ thoát nước dẫn xuống hệ hang. Khi mưa vừa, nước rút hết qua đó. Khi mưa quá lớn, lỗ thoát không kịp nuốt nước, hoặc bị rác, bùn, cây đổ bịt lại, thung kín biến thành hồ tạm chỉ trong một thời gian ngắn.
Ô nhiễm đi nhanh và đi xa. Nước ngầm karst chảy qua hang, không được lọc qua đất như nước ngầm thông thường. Rác hay nước thải đổ xuống một phễu có thể xuất hiện ở mạch nước cách xa nhiều cây số. Đây là lý do vùng karst đặc biệt nhạy cảm với du lịch đông người.
Ngập lụt trong thung kín: rủi ro ít người nghĩ tới
Với người đi du lịch, rủi ro đặc thù nhất của thung lũng đá vôi là ngập nhanh mà không có dòng lũ chảy qua như thung lũng sông. Nước dâng lên từ đáy, từ lỗ thoát chảy ngược, từ các mạch nước trong vách, và vì thung không có lối thoát trên mặt, nước đứng lại có khi nhiều ngày.
Hang động là nơi cần cẩn trọng hơn nữa. Nước trong hang có thể dâng rất nhanh khi mưa lớn ở vùng thượng nguồn mà người đang ở trong hang không hề thấy. Đây là lý do các tuyến khám phá hang ở Phong Nha – Kẻ Bàng phải đi cùng đơn vị được cấp phép, có lịch đóng theo mùa và theo dự báo thời tiết, chứ không phải tự do vào ra.
Một rủi ro khác là sụt đất. Ở nơi có hang ngầm gần mặt đất, việc bơm hút nước ngầm hay mưa lớn bất thường có thể làm trần hang sụp, tạo hố sụt mới. Đây là hiện tượng tự nhiên của vùng karst trên toàn thế giới; ở Việt Nam đôi khi cũng có báo cáo về hố sụt xuất hiện ở các vùng đá vôi. Khi thấy rào chắn hay biển báo khu vực sụt lún, bạn không nên tiến lại gần.
Những thung lũng đá vôi tiêu biểu ở Việt Nam
Danh sách dưới đây giới thiệu ngắn để bạn đặt từng nơi vào bức tranh chung. Chi tiết về mùa, đường đi và chỗ ở có trong các chuyên mục theo vùng:
- Bắc Sơn (Lạng Sơn): cánh đồng lúa phẳng bao quanh bởi các khối đá vôi; nhìn từ trên cao thấy rõ sự tương phản giữa đáy phẳng và vách dựng.
- Pù Luông (Thanh Hoá): các thung lũng nhỏ xen giữa núi đá vôi và rừng, ruộng bậc thang trên sườn đất phủ lớp phong hoá.
- Mai Châu (Hoà Bình cũ, nay thuộc Phú Thọ): thung lũng có đáy ruộng rộng, hai bên là các dãy núi trong đó có núi đá vôi.
- Phong Nha – Kẻ Bàng (Quảng Trị): một trong những vùng karst lớn và được nghiên cứu nhiều ở châu Á, có sông ngầm và hệ hang rất lớn; được UNESCO công nhận là di sản thiên nhiên thế giới.
- Tràng An (Ninh Bình): các thung karst ngập nước nối với nhau qua hang xuyên núi, cũng là di sản thế giới được UNESCO công nhận.
- Cao nguyên đá vùng Hà Giang cũ: karst trên cao, nhiều phễu và thung khô; nội dung chi tiết về vùng này đã có ở một trang chuyên đề riêng.
Điểm chung của các nơi này là cảnh quan phụ thuộc vào nước ngầm và rừng trên núi đá. Phá rừng trên núi đá vôi làm đất trôi hết, để lại đá trơ, và gần như không thể phục hồi trong một đời người.
Hiểu lầm phổ biến về thung lũng đá vôi
Một số cách nói quen thuộc trong các bài giới thiệu du lịch không đúng với cơ chế khoa học. Bảng dưới đối chiếu từng hiểu lầm với thực tế:
| Hiểu lầm | Thực tế |
|---|---|
| Núi đá vôi là núi lửa đã tắt | Đá vôi là đá trầm tích hình thành dưới biển, không liên quan tới núi lửa; nó được nâng lên rồi bị nước hoà tan thành hình như ngày nay |
| Hang động do nước biển khoét | Phần lớn hang trong đất liền do nước ngầm hoà tan đá và sông ngầm đào; chỉ hang ven biển mới có phần đóng góp của sóng |
| Thung kín không bao giờ ngập vì không có suối | Chính vì không có lối thoát trên mặt nên khi mưa lớn, thung kín có thể ngập nhanh và lâu rút |
| Nước suối trong vắt ở núi đá là nước sạch | Nước ngầm karst chảy qua hang, ít được lọc, có thể mang chất bẩn từ nơi rất xa |
| Núi đá vôi cứng nên không sạt lở | Vách đá vôi có thể rơi đá, và lớp đất phủ trên sườn đá vôi vẫn trượt khi bão hoà nước |
Những hiểu lầm này vô hại khi chỉ là câu chuyện kể, nhưng có hại khi dẫn tới quyết định sai: dựng lều giữa đáy thung kín trong mùa mưa, uống nước suối không xử lý, hay đứng chụp ảnh ngay dưới vách đá sau mưa.
Đi trong vùng karst: những điều nên biết trước
Đường đi bộ trên núi đá vôi rất khác đường đất. Bề mặt đá bị hoà tan thành những gờ sắc và hốc sâu, trơn khi ướt, dễ trẹo chân và cứa rách giày. Găng tay mỏng và giày đế bám tốt giúp ích nhiều hơn bạn nghĩ. Một số hốc nhỏ bị cây cỏ che kín, vì vậy nên bám theo lối mòn có sẵn và người dẫn đường bản địa.
Nước uống trong vùng karst cần cẩn thận: mạch nước trông trong vắt vẫn có thể nhiễm bẩn từ nơi rất xa, vì nước chảy qua hang không được đất lọc. Bạn nên mang nước đủ dùng hoặc xử lý trước khi uống. Với rác, quy tắc mang ra hết những gì mang vào có ý nghĩa đặc biệt ở đây, vì một túi rác ném xuống phễu có thể làm bẩn nguồn nước của cả một bản ở thung bên cạnh.
Cuối cùng, hang động không phải chỗ để tự khám phá. Ngoài nguy cơ nước dâng, hang có thể có khí kém lưu thông, vực sâu và đá rơi. Nếu muốn vào hang, hãy chọn những hang đã mở cho khách tham quan, hoặc đi theo tour có giấy phép với đầy đủ trang bị, và tôn trọng quy định của ban quản lý khu bảo tồn.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao ở vùng đá vôi mưa nhiều mà vẫn thiếu nước?
Vì đá vôi có nhiều khe nứt và hang, nước mưa thấm xuống rất nhanh rồi chảy ngầm đi xa, không đọng lại trên mặt thành ao hồ hay suối. Người dân trên các cao nguyên đá thường phải trữ nước mưa bằng bể hoặc lấy nước từ các mạch nước ở xa. Mùa khô kéo dài là thời điểm khó khăn nhất.
Thung và phễu karst khác nhau thế nào?
Phễu là một hố tròn riêng lẻ, thường nhỏ, hình phễu. Thung là vùng trũng lớn hơn, thường do nhiều phễu mở rộng và nối với nhau, có đáy tương đối phẳng và vách đá bao quanh. Trong tiếng địa phương, chữ thung dùng rộng hơn, chỉ chung các vùng đất trũng kín giữa núi đá.
Polje có ở Việt Nam không?
Có những cánh đồng giữa núi đá vôi mang đặc điểm của polje: đáy phẳng rộng, vách dựng, thoát nước ngầm và có thể ngập theo mùa. Việc gọi một nơi cụ thể là polje theo đúng nghĩa khoa học cần nghiên cứu địa mạo chi tiết, nên trong tài liệu phổ thông người ta hay dùng cách gọi chung là cánh đồng karst hay thung lũng karst.
Hang động có phải là một phần của thung lũng đá vôi không?
Hang động và thung lũng karst là hai mặt của cùng một quá trình hoà tan. Nước hoà tan đá thành hang ở dưới, rồi hang sụp tạo thành phễu và thung ở trên. Nhiều thung lũng karst có sông chảy vào hang ở một đầu và trồi ra ở đầu kia, nên nếu nhìn theo dòng nước thì hang chính là phần ngầm của thung lũng.
Đi thung lũng đá vôi vào mùa mưa có nên không?
Mùa mưa cảnh quan xanh và thác nước đẹp, nhưng thung kín có thể ngập nhanh, đường đá trơn, hang động thường đóng cửa hoặc hạn chế. Nếu đi mùa này, bạn nên theo dõi dự báo mưa cho cả vùng thượng nguồn, hỏi người dân về những đoạn hay ngập, không vào hang tự do và luôn có phương án lùi lịch.
Vì sao núi đá vôi ở Việt Nam lại có hình tháp nhọn?
Ở khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nước hoà tan đá vôi rất mạnh dọc theo các khe nứt thẳng đứng. Các khe mở rộng thành thung, còn phần đá giữa các khe còn sót lại thành những khối dựng như tháp. Đây là kiểu karst tháp đặc trưng của vùng nhiệt đới, thấy ở nhiều nơi miền Bắc Việt Nam và miền Nam Trung Quốc.