Tại sao địa hình cácxtơ có nhiều hang động

Karst (tiếng Đức: Karst, tiếng Việt: Các-xtơ) 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 carbon dioxide (CO2) trong không khí hòa tan vào nước, cộng với các ion dương của hydro (H+) tạo thành axít cacbonic. Axít cacbonic là thủ phạm chính của quá trình ăn mòn đá vôi. Sản phẩm tự nhiên của quá trình phong hóa karst là các hang động với các nhũ đá, măng đá, sông suối ngầm,... Các sản phẩm tự nhiên nổi tiếng tại Việt Nam là: động Thiên Cung, hang Sửng Sốt (vịnh Hạ Long), động Phong Nha (Quảng Bình), hồ Thang Hen (Cao Bằng), động Hương Tích (Hà Nội), Tam Cốc - Bích Động, hang động Tràng An (Ninh Bình), động Hua Mạ (Bắc Kạn)...

Từ Karst là tên gọi cho Kras, một khu vực ở Slovenia dọc theo bờ biển Adriatic và nằm trên một cao nguyên đá vôi.

Địa hình karst 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 karst, chẳng hạn khu vực ở miền nam Missouri và miền bắc Arkansas tại Hoa Kỳ, có chứa hàng nghìn hang động.

Sự tạo thành của địa hình karst nói chung là kết quả của nước mưa có chứa lượng cacbonic hòa tan (hay còn gọi là 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 sẽ diễn ra nhanh hơn nếu đá có nhiều khe nứt và 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 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 karst) và các hệ thống hang động có phạm vi rộng có thể được tạo ra.

Axít cacbonic tham gia vào quá trình 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:

Nước có tính axít yếu này bắt đầu hòa tan đá từ vị trí các khe nứt và các lớp đá trong các tầng đá vôi. Theo thời gian các khe nứt này mở rộng dần và nền đá vẫn tiếp tục bị hòa tan. Các khoảng rỗng trong các lớp đá tăng dần về kích thước và bắt đầu phát triển hệ thống thoát nước ngầm, cho nhiều nước hơn đi qua và làm tăng tốc độ hình thành các đặc trưng karst ngầm.

Sự phát triển của karst xuất hiện khi nước có thành phần axit phản ứng với bề mặt của các khe nứt trong đá hoặc bề mặt lớp đá trầm tích. Khi đó đá gốc (thường là đá vôi hoặc dolomit) sẽ tiếp tục bị ăn mòn và các khe nứt ngày càng rộng hơn. Theo thời gian, các khu nứt này sẽ tiếp tục mở rộng, và tạo thành một mạng lưới thoát nước có thể chảy ngầm bên dưới mặt đất. Nếu mạng lưới ngầm này phát triển, nó sẽ thúc đẩy nhanh việc hình thành karst.[1]

Calci 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 calci 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, Brasil 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 calci xuất hiện khi dòng chảy của nước giàu calcit bị cản trở và calcit 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 hoặc 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 địa hình tufa, chứa các lớp trầm tích calcit theo thời gian khi nước thoát khỏi môi trường hang động giàu CO2.

Trồng trọt trong khu vực karst cần phải tính toán đến sự mất nước. 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 karst 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 karst 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 karst 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 ngầm 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, máy móc, và thậm chí là con người.

Giả karst diễn ra ở những nơi mà nguyên nhân gây xói mòn chính không phải là nước mưa, nhưng ở đó cũng có hệ thống thoát nước ngầm. Nó có thể diễn ra ở vùng đá bazan, trong đó hệ thống thoát nước là xuyên qua các hang động dung nham, hoặc nằm trong các ngọn đồi có cấu tạo là đá granit (ví dụ hang Labertouche ở Victoria, Úc).

• 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, Quảng Ninh, Việt Nam
• Hang động Tràng An, Tam Cốc - Bích Động, Ninh Bình, Việt Nam
• Phong Nha-Kẻ Bàng, Quảng Bình, Việt Nam
• Khu bảo tồn quốc gia Nahanni ở Northwest Territories, Canada
• Malham Cove, Anh

• Hang động Việt Nam
• Proteus anguinus

1. ^ “What is Karst (and why is it important)?”. Karst Waters Institute. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 4 năm 2015. Truy cập ngày 30 tháng 5 năm 2019.

Hang động Việt Nam bao gồm hệ thống các hang và các động trên địa bàn Việt Nam, chủ yếu nằm ở nửa phía bắc của đất nước này do tập trung nhiều dãy núi đá vôi.

Hang thường được hiểu là khoảng trống sâu tự nhiên hay được đào vào trong đất, trong đá còn động là hang rộng ăn sâu vào trong núi. Hệ thống hang động ở Việt Nam thường là các hang động nằm trong các vùng núi đá vôi có kiểu địa hình karst rất phát triển. Ba di sản thiên nhiên thế giới của Việt Nam là vịnh Hạ Long, Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng và quần thể danh thắng Tràng An đều là những danh thắng có những hang động karst nổi tiếng.

Vùng núi đá vôi ở Việt Nam có diện tích khá lớn, lên tới 50. 000 - 60. 000 km2, chiếm gần 15% diện tích đất liền tập trung chủ yếu ở 4 tiểu vùng Việt Bắc (Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn), Đông Bắc Bộ (Quảng Ninh), Tây Bắc Bộ (Lai Châu, Lào Cai, Sơn La, Hòa Bình, Ninh Bình) và Bắc Trung Bộ (Quảng Bình).

Các công trình điều tra, nghiên cứu hang động ở Việt Nam đến năm 2000 chỉ phát hiện được khoảng 200 hang động, trong đó phần lớn, tới gần 90% là các hang ngắn và trung bình (có độ dài dưới 100m) và chỉ có trên 10% số hang có độ dài trên 100m. Năm 2003 vùng Tây Bắc được phát hiện hơn 300 hang động, trong đó nhiều hang dài trên 1.000m như: hang Dơi (1.435m), hang Rắn (1.880m), Thị Đội (1.551m), Nậm Khum (1.323m), Chiềng Ban (1.382m). Vùng Tủa Chùa, Phong Thổ (Lai Châu) có nhiều hang dài và rất sâu như: Tà Chinh (dài 2.015m, sâu 402m), Dơi Nước (dài 1.035m, sâu 290m), Sì Lèng Chải (dài 1.162m, sâu 286m)... Cho tới năm 2010 chỉ riêng ở Quảng Bình đã thống kê được 300 hang động thuộc Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng. Tỉnh Ninh Bình có 400 hang động trong đó hơn 100 hang động tập trung nhiều ở quần thể di sản thế giới Tràng An - Tam Cốc - Bích Động.[1] Hiện nay tổng số hang động ở Việt Nam được phát hiện lên tới gần 1000 hang động.

Các hang động ở Việt Nam thường nằm ở chân núi và cả ở lưng chừng núi. Nhiều hang có cửa rộng tới 110m và trần cao nhất tôi 120m như hang Dơi ở Lạng Sơn. Hang sâu nhất là hang Cả - hang Bè có độ sâu 123m. Đặc biệt rất nhiều hang động ở Việt Nam có những mạch sông suốt gầm chảy xuyên qua vung núi đá vôi và thông với hệ thống sông suối bên ngoài. Nhiều hang động ở Việt Nam có về đẹp lộng lẫy, tráng lệ và rất kỳ ào, có sức hấp dẫn đặc biệt với khách du lịch. Bên cạnh những vẻ đẹp tự nhiên do tạo hóa sinh ra, các hang động còn chứa đựng những di tích khảo cổ học, những di tích lịch sử - văn hóa rất đặc sắc của dân tộc nên càng có giá trị để phát triển du lịch.

Các hang động ở Việt Nam tuy nhiều nhưng số được khai thác sử dụng cho mục đích du lịch còn rất ít. Tiêu biểu nhất là: động Phong Nha (Quảng Bình), động Hương Tích (Hà Nội), Tam Cốc - Bích Động, động Thiên Hà, động Vân Trình (Ninh Bình), hang Pác Bó (Cao Bằng), động Nhị Thanh, Tam Thanh (Lạng Sơn), động Sơn Mộc Hương (Sơn La), các hang động ở vịnh Hạ Long (Quảng Ninh)...

Theo từ điển Việt - Anh: Hang (Cave), động (Cavern = A large cave = Hang lớn); Nhưng thực tế trong tiếng Anh thường ngày, mọi người vẫn thường dùng "Cave" để định danh chung cho cả: "Hang", "Động" và "Hang, Động" trong tiếng Việt.

1. Định danh "ĐỘNG": được áp dụng đối với hang lớn, một hệ thống các hang, buồng hang, có cấu trúc phức tạp, có hệ thống thạch nhũ đẹp, đa dạng. Việc sử dụng "động" nhằm khẳng định không phải là hang nhỏ, đơn điệu, cấu trúc đơn giản... mà là thuộc dạng "sang trọng" và "thượng cấp".
2. Định danh "HANG": được áp dụng đối với hang nhỏ, đơn điệu, có cấu trúc đơn giản, hoặc nếu lớn thì ngắn và cửa hang có kích thước tương đương hoặc lớn hơn trong lòng.

• Khu vực vịnh Hạ Long với 3 hang động tiêu biểu là hang Sửng Sốt, động Thiên Cung, hang Đầu Gỗ. Ngoài ra còn hàng chục hang động đẹp và quyến rũ khác như hang Bồ Nâu, hang Hanh, hang Trinh Nữ, hang Trống, hang Tiên Long, Ba Hang, hang Luồn, động Tiên Ông, động Tam Cung, động Lâu đài, Ba Hầm v.v. Báo cáo của ban quản lý vịnh Hạ Long cho biết hiện nay vẫn chưa thể thống kê hết được tất cả hang động trên 1.969 đảo
• Khu vực Ninh Bình với các hang động thuộc quần thể di sản thế giới Tràng An như: động Thiên Hà, động Vái Giời, động Tiên Cá, động Thủy Cung, hang Bụt, hang Tam Cốc, hang Sinh Dược, Bích Động; các hang động ở Rừng Cúc Phương như động Phò Mã, động Người Xưa, động Sơn Cung, động Trăng Khuyết, động Thủy Tiên và các hang động khác như: động Địch Lộng, động Vân Trình, động Hoa Lư, động Nham Hao, động Trà Tu, động Mã Tiên; các hang động ở Khu bảo tồn thiên nhiên Vân Long.v..v
• Khu vực Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng với 300 hang động trong đó tiêu biểu là động Phong Nha, động Vòm, động Thiên Đường, hang Sơn Đoòng, động Tiên Sơn,...

•  

  Bên trong động Puông (Bắc Kạn)

•  

  động Vân Trình (Ninh Bình)

•  

  Động Thiên Cung ở Hạ Long

•  

  Sông ngầm Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng

•  

  Cảnh trong động Thiên Đường (Quảng Bình)

•  

  Động Hương Tích (Hà Nội)

•  

  Hang Đầu Gỗ (Vịnh Hạ Long)

•  

  Quần thể hang động Tràng An ở Ninh Bình

•  

  động Thiên Cung - Vịnh Hạ Long

1. ^ Tọa đàm chương trình khảo sát sản phẩm du lịch Ninh Bình

• TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG DU LỊCH Việt Nam[liên kết hỏng], PHẠM TRUNG LƯƠNG, ĐẶNG DUY LỢI, VŨ TUẤN CẢNH, NGUYÊN VĂN BÌNH, NGUYÊN NGỌC KHÁN - NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC – 2000
• SỬ DỤNG HỢP LÝ VÀ BẢO VỆ CÁC VÙNG KARST Ở Việt Nam Lưu trữ 2007-11-06 tại Wayback Machine, Tạp chí Khoa học công nghệ (Tạp chí số 9.2007).