Thung lũng đứt gãy là gì? Vỏ Trái Đất nứt, sụt và những thung lũng thẳng ở Tây Bắc

Thung lũng đứt gãy (thung lũng kiến tạo) là thung lũng hình thành chủ yếu do vỏ Trái Đất nứt vỡ và dịch chuyển, chứ không phải do sông đào trước. Khi hai khối đá trượt so với nhau dọc một đường đứt gãy, dải đá bị nghiền vụn ở giữa yếu hơn hẳn xung quanh; sông suối tìm đến đó và khoét nhanh hơn. Ở nơi vỏ Trái Đất bị kéo giãn, một khối đất có thể sụt xuống giữa hai đứt gãy, tạo ra một máng trũng mà địa chất gọi là graben.

Dấu hiệu dễ nhận nhất của thung lũng gắn với đứt gãy là độ thẳng bất thường: thung lũng chạy một mạch dài hàng chục, hàng trăm cây số theo một hướng, không uốn lượn như sông tự do. Nhiều thung lũng lớn ở Tây Bắc Việt Nam chạy song song theo hướng tây bắc – đông nam chính vì chúng đi theo các đới đứt gãy lớn của vùng, mà nổi tiếng nhất là đới đứt gãy sông Hồng.

Đứt gãy là gì, nói đơn giản

Vỏ Trái Đất không phải một khối liền. Nó bị chia thành các mảng lớn, và bên trong mỗi mảng lại có vô số vết nứt. Khi lực ép, lực kéo hay lực xoắn vượt quá sức chịu của đá, đá vỡ ra và hai bên vết vỡ trượt so với nhau. Vết vỡ có dịch chuyển như thế gọi là đứt gãy. Một lần trượt đột ngột giải phóng năng lượng chính là động đất.

Địa chất chia đứt gãy theo hướng trượt. Đứt gãy thuận xảy ra khi vỏ bị kéo giãn: một khối trượt xuống so với khối kia. Đứt gãy nghịch xảy ra khi vỏ bị ép: một khối bị đẩy trồi lên trên khối kia. Đứt gãy trượt bằng là khi hai khối trượt ngang qua nhau, giống như hai chiếc xe đi ngược chiều cọ vào nhau. Trong thực tế, nhiều đứt gãy lớn kết hợp cả trượt ngang lẫn trượt lên xuống.

Mỗi kiểu đứt gãy để lại dấu vết địa hình khác nhau. Kéo giãn tạo ra những máng sụt có hai vách thẳng. Trượt bằng tạo ra một dải đá vỡ vụn dài và thẳng, nơi sông suối dễ đào và chạy theo. Ép nén tạo ra núi và các bậc địa hình dốc. Một thung lũng thật thường mang dấu ấn của nhiều quá trình chồng lên nhau qua hàng triệu năm.

Ba cách đứt gãy tạo ra thung lũng

Sụt lún giữa hai đứt gãy (graben). Khi vỏ bị kéo giãn, một khối hẹp có thể sụt xuống giữa hai đứt gãy thuận song song. Kết quả là một máng trũng đáy tương đối phẳng, hai bên là vách dốc. Ví dụ kinh điển trên thế giới là hệ thống tách giãn Đông Phi và thung lũng sông Rhine ở đoạn giữa Pháp và Đức.

Sông khai thác đới đá vỡ vụn. Dọc một đứt gãy lớn, đá bị nghiền thành dải vụn rộng hàng trăm mét đến vài cây số. Dải này mềm yếu, nước dễ thấm và dễ đào. Sông suối gặp đới yếu thì đổi hướng chạy theo nó, lâu dần khoét thành thung lũng thẳng. Đây là cơ chế phổ biến nhất ở Việt Nam.

Bồn trũng kéo toạc trên đứt gãy trượt bằng. Khi một đứt gãy trượt bằng có đoạn uốn cong hoặc nhảy bước, vùng giữa có thể bị kéo toạc và sụt xuống, tạo ra một bồn trũng hình thoi. Các nhà địa chất dùng mô hình này để giải thích nguồn gốc một số lòng chảo giữa núi; với từng nơi cụ thể, bạn nên tham khảo nghiên cứu chuyên ngành thay vì suy đoán.

Đới đứt gãy sông Hồng: xương sống địa chất của miền Bắc

Nhìn trên ảnh vệ tinh, sông Hồng từ biên giới Lào Cai chảy xuống Việt Trì gần như thẳng một đường theo hướng tây bắc – đông nam. Độ thẳng ấy không phải ngẫu nhiên: sông chạy dọc theo đới đứt gãy sông Hồng, một trong những đới đứt gãy lớn của Đông Nam Á, kéo dài từ vùng Tây Tạng – Vân Nam xuống tới vịnh Bắc Bộ.

Các nghiên cứu địa chất thường liên hệ hoạt động của đới đứt gãy này với va chạm giữa mảng Ấn Độ và mảng Âu – Á. Khi Ấn Độ đâm vào châu Á, một phần vỏ Trái Đất ở Đông Nam Á bị đẩy trượt về phía đông nam, và đới sông Hồng là một trong những ranh giới dọc theo đó sự trượt diễn ra. Quy mô và tốc độ dịch chuyển trong quá khứ vẫn là chủ đề tranh luận giữa các nhóm nghiên cứu.

Song song với sông Hồng, các dòng sông Chảy, sông Đà, sông Mã cũng có những đoạn rất thẳng chạy theo cùng hướng. Toàn bộ miền núi Tây Bắc vì thế mang một nhịp điệu đặc biệt: núi song song với núi, thung lũng song song với thung lũng. Người đi xe từ Hà Nội lên Lào Cai hay Điện Biên sẽ cảm nhận rõ nhịp này qua cách con đường men theo thung lũng rồi vượt đèo sang thung kế tiếp.

Một số thung lũng và bồn trũng Tây Bắc thường được nhắc gắn với đứt gãy

Bảng dưới ghi các nơi mà tài liệu địa chất phổ thông thường nhắc tới. Mức độ đóng góp của đứt gãy so với sông và các quá trình khác khác nhau ở từng nơi, nên cột cuối chỉ là gợi ý để đọc thêm:

Bạn không cần nhớ tên từng đứt gãy. Điều quan trọng là hiểu rằng nhiều cánh đồng giữa núi ở Tây Bắc không chỉ là "nơi sông bồi đắp", mà còn nằm trên những vùng vỏ Trái Đất đang hoạt động.

Những thung lũng đứt gãy nổi tiếng trên thế giới

Thung lũng tách giãn Đông Phi. Một hệ thống máng sụt kéo dài qua nhiều nước Đông Phi, nơi lục địa đang bị kéo giãn. Các nhà địa chất xem đây là giai đoạn sớm của quá trình một lục địa có thể tách làm hai trong tương lai địa chất rất xa. Dọc thung lũng có núi lửa, hồ sâu và nhiều di chỉ hoá thạch người cổ quan trọng.

Hồ Baikal. Hồ nước ngọt sâu nhất thế giới nằm trong một đới tách giãn ở Siberia. Độ sâu bất thường của hồ là hệ quả trực tiếp của việc vỏ Trái Đất bị kéo toạc và sụt xuống qua hàng chục triệu năm.

Biển Chết và thung lũng Jordan. Nằm trên một đới đứt gãy trượt bằng lớn; mặt nước Biển Chết là một trong những điểm thấp nhất trên bề mặt đất liền của Trái Đất. Đây là ví dụ hay được dùng để minh hoạ bồn trũng kéo toạc.

Đứt gãy San Andreas. Đứt gãy trượt bằng nổi tiếng ở California, nơi hai mảng kiến tạo trượt ngang qua nhau. Dọc đứt gãy có những thung lũng thẳng và suối bị bẻ lệch, là hình mẫu trong sách giáo khoa về dấu vết đứt gãy trên địa hình.

Điểm chung với Tây Bắc. Các thung lũng ở Việt Nam không có quy mô tách giãn như Đông Phi, nhưng cùng chung nguyên lý: đứt gãy tạo ra đới yếu và vùng trũng, sông và thời gian làm phần còn lại.

Đứt gãy còn hoạt động có nghĩa là gì với người sống trong thung lũng

Một đứt gãy được coi là còn hoạt động khi có bằng chứng nó đã dịch chuyển trong khoảng thời gian địa chất gần đây và có thể tiếp tục gây động đất. Miền Tây Bắc được các cơ quan địa vật lý xếp vào vùng có độ nguy hiểm động đất cao hơn so với phần còn lại của Việt Nam. Trận động đất Tuần Giáo năm 1983 là ví dụ được nhắc nhiều nhất.

Động đất mạnh ở vùng núi nguy hiểm không chỉ vì rung lắc. Nó có thể kích hoạt sạt lở hàng loạt trên các sườn dốc vốn đã yếu, chặn dòng suối tạo hồ tạm, rồi hồ vỡ gây lũ. Đới đá vỡ vụn dọc đứt gãy cũng là nơi sạt lở dễ xảy ra ngay cả khi không có động đất, vì đá ở đó đã bị nghiền nát sẵn và thấm nước nhanh.

Với người du lịch, đây không phải lý do để sợ hãi hay tránh Tây Bắc. Động đất mạnh rất hiếm, và nguy cơ thường trực hơn nhiều là sạt lở mùa mưa. Nhưng hiểu cấu trúc này giúp bạn giải thích vì sao một số đoạn đường đèo năm nào cũng sạt: chúng nằm trên những dải đá yếu nhất của vùng.

Nhận ra dấu vết đứt gãy bằng mắt thường

Người không chuyên vẫn có thể để ý một số dấu hiệu khi đi qua vùng núi. Chúng không đủ để kết luận, nhưng giúp bạn đọc cảnh quan có chiều sâu hơn:

• Thung lũng thẳng bất thường, kéo dài theo một hướng, cắt ngang qua nhiều loại đá khác nhau mà không đổi hướng.
• Mặt sườn tam giác: chân của một dãy núi bị cắt thành những mặt dốc hình tam giác xếp hàng, như bị một nhát dao chém ngang.
• Suối bị bẻ lệch: nhiều con suối chảy xuống từ sườn núi, đến cùng một đường thì đồng loạt rẽ một góc rồi mới đổ tiếp.
• Dãy suối nước nóng: nước từ sâu theo khe nứt đi lên; nhiều nguồn khoáng nóng ở miền núi phía Bắc nằm gần các đới đứt gãy.
• Đá vụn, đá bị miết bóng lộ ra ở taluy đường, có khi thấy cả những vết xước song song do hai khối đá cọ vào nhau.
• Đoạn đường sạt lở lặp lại ở cùng vị trí năm này qua năm khác.

Nếu thích tìm hiểu sâu hơn, bản đồ địa chất do các cơ quan nhà nước công bố là nguồn đáng tin cậy để đối chiếu, thay cho những bài viết lan truyền trên mạng xã hội.

Câu hỏi thường gặp

Thung lũng đứt gãy có phải là nơi dễ động đất nhất không?

Thung lũng chạy dọc một đứt gãy còn hoạt động thì nằm ngay trên nguồn có thể gây động đất, nên nguy cơ cao hơn vùng xa đứt gãy. Nhưng không phải đứt gãy nào cũng còn hoạt động; nhiều đứt gãy đã "ngủ" hàng triệu năm. Mức nguy hiểm cụ thể của từng vùng do các cơ quan địa vật lý đánh giá và công bố.

Sông chạy theo đứt gãy hay đứt gãy tạo ra sông?

Thường thì đứt gãy có trước, tạo ra dải đá yếu; sông suối sau đó tìm tới dải yếu và khoét nó thành thung lũng. Trong một số trường hợp, sự sụt lún dọc đứt gãy trực tiếp tạo ra vùng trũng để nước đổ vào. Hai quá trình thường xảy ra song song trong thời gian rất dài nên khó tách bạch.

Graben và lòng chảo khác nhau thế nào?

Graben là thuật ngữ địa chất chỉ một khối vỏ sụt xuống giữa hai đứt gãy, nói về nguồn gốc. Lòng chảo là từ mô tả hình dạng: một vùng trũng có núi bao quanh. Một lòng chảo có thể là graben, có thể là bồn trũng kéo toạc, cũng có thể do sông và quá trình khác tạo thành. Gọi đúng tên cần dữ liệu địa chất.

Vì sao thung lũng Tây Bắc lại chạy song song như vậy?

Vì cấu trúc địa chất của vùng bị chi phối bởi các đới đứt gãy và nếp uốn chạy theo hướng tây bắc – đông nam. Núi được nâng lên theo hướng đó, đá yếu cũng phân bố theo hướng đó, nên các dòng sông chính và thung lũng của chúng chạy song song nhau. Người ta hay gọi đây là hướng sơn văn tây bắc – đông nam của Tây Bắc.

Có nên tránh ngủ qua đêm ở thung lũng có đứt gãy không?

Không cần tránh vì lý do động đất, vì xác suất một trận động đất mạnh rơi đúng vào đêm bạn ở đó là rất thấp. Rủi ro thực tế và thường xuyên hơn là sạt lở và lũ quét trong mùa mưa. Khi chọn chỗ ở, hãy hỏi chủ nhà về lịch sử sạt lở quanh khu vực và tránh những nơi nằm ngay chân taluy hay sát mép suối.

Đới đứt gãy sông Hồng có liên quan gì đến Hà Nội?

Đới đứt gãy sông Hồng kéo dài xuống vùng đồng bằng Bắc Bộ, nằm vùi dưới lớp trầm tích dày. Vì thế nó cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm khi đánh giá nguy cơ động đất cho vùng đồng bằng. Thông tin chính thức về mức độ nguy hiểm nên tìm ở các cơ quan chuyên ngành về địa vật lý.