Địa hình bề mặt Trái Đất
Địa hình là gì? Các nguyên tắc phân loại địa hình Trái Đất.
1. Định nghĩa
Địa hình là tổng thể các dạng lồi lõm của bề mặt Trái Đất có kích thước, nguồn gốc phát sinh, tuổi và lịch sử phát triển khác nhau. Thí dụ: dải núi Hoàng Liên Sơn có tuổi cổ Sinh; dãy núi Tam Đảo tuổi Trung Sinh; Đồng bằng Bắc bộ, Nam bộ có tuổi Đệ Tứ.
2. Các nguyên tắc phân loại địa hình
Có nhiều cách phân loại địa hình: phân loại theo hình thái, kích thước, hình thái – trắc lượng hình thái và nguồn gốc phát sinh.
2.1. Phân loai theo hình thái
Theo cách này người ta chia địa hình bề mặt Trái Đất thành hai loại cơ bản là địa hình dương và địa hình âm.
– Địa hình dương là những dạng lồi lên của mặt đất so với mặt phẳng nằm ngang, ví dụ gò đất, quả đồi, ngọn núi v.v…
– Địa hình âm là những dạng lõm xuống của mặt đất so với dạng lồi lên hoặc nằm ngang, ví dụ thung lũng sông, khe suối, đầm hồ, biển, đại dương v.v…
2.2. Phân loại địa hình theo kích thước
Theo nguyên tắc này người ta chia địa hình mặt đất thành các loại sau đây:
a/ Địa hình hành tinh: là cấp địa hình lổn nhất của bề mặt Trái Đất, có kích thước tới 107 – 106km2, tương ứng với các châu lục và các đại dương.
b/ Địa hình cực lớn: là những dạng địa hình lớn nhất hợp thành các châu lục và đáy đại dương như vùng núi, sơn nguyên, cao nguyên phía bắc Mỹ và vùng đồng bằng phía đông kề bền. Kích thước các dạng đại địa hình cực lớn có thể đạt 106 – 105 km2
c/ Đại địa hình: là các dạng địa hình có kích thước cỡ 105 – 102 km 2, ví dụ miền núi Himalaya, miền núi Pamia, đồng bằng Nga, đáy biển Đông Việt Nam, biển Nhật Bản v…
d/ Trung địa hình: là các dạng địa hình có kích thước từ 102 – 10 km2, ví dụ như dải núi Hoàng Liên Sơn, Con Voi, đồng bằng châu thổ Bắc Bộ, đáy vịnh Bắc Bộ, vịnh Thái Lan v…
e/ Tiểu địa hình: là những dạng địa hình có kích thước nhỏ hơn 10 km2 và là những bộ phận hợp thành của trung địa hình, ví dụ đồng bằng châu thổ Bắc Bộ có vùng đất cao Hải Hưng, vùng đất trũng Hà Nam Ninh.
f/ Vi địa hình: là những dạng địa hình nhỏ, kích thước chỉ vài chục mét đến vài mét. Ví dụ trên đồng bằng cao tương đôi bằng phẳng Đông Nam Bộ nhô lên hai chỏm núi nhỏ Bà Đen và Chứa Đó là những vi địa hình dương trên đồng bằng Đông Nam Bộ. Trên cao nguyên Mộc Châu rộng bằng phẳng, đây đó xuất hiện những hố sụt, gọi là phễu karst, đường kính 15 – 20m, sâu 2 – 3m. Các hố sụt này cũng là vi địa hình âm so với bề mặt bằng phẳng của cao nguyên Mộc Châu.
2.3. Phân loại địa hình theo hình thái và trắc lượng hỉnh thái
Theo nguyên tắc này người ta chia địa hình bề mặt Trái Đất thành ba loại chính: địa hình đồng bằng; địa hình đồi; địa hình núi cao nguyên và sơn nguyên. Mỗi loại được phân biệt bằng độ cao tuyệt đối, hình dạng bề mặt và độ sâu của các khe rãnh xâm thực, có thể được tóm tắt trong bảng phân loại sau.
Núi thấp có bề mặt đỉnh rộng, tương đối bằng phang và có sườn dốc đứng được gọi là cao nguyên. Ví dụ cao nguyên Mộc Châu (Sơn La) cao 800m, bề mặt bằng phẳng, được cấu tạo bằng đá vôi, sườn dốc đứng xuống các thung lũng kề bên.
Núi trung bình, bị chia cắt mạnh, có những đỉnh cao sàn sàn nhau, được gọi là sơn nguyên. Ví dụ sơn nguyên Lâm Viên (Đà Lạt) cao 1.400m có nhiều đỉnh bằng phang quanh hồ Xuân Hương được cấu tạo bằng đá granit và có sườn dốc đứng xuống thung lũng sông Đa Nhim.
2.4. Phân loai địa hình theo nguồn gốc phát sinh
Theo nguyên tắc này địa hình bề mặt Trái Đất được chia thành hai nhóm lớn: địa hình có nguồn gốc ngoại sinh và địa hình có nguồn gốc nội sinh.
a/ Địa hình ngoại sinh
Địa hình ngoại sinh là những dạng địa hình âm và dương có hình dạng và kích thước rất khác nhau, được tạo nên do các quá trình phong hóa, nước chảy trên mặt, nước ngầm, gió thổi, hoạt động của biển, băng hà, sinh vật, thậm chí do con người. Đặc điểm chung của địa hình ngoại sinh được tạo nên bởi hai quá trình xâm thực và tích tụ đa dạng, phụ thuộc vào đặc điểm của các tác nhân ngoại sinh.
Các loại địa hình ngoại sinh: địa hình phong hóa do hai quá trình: phong hóa vật lý và phong hóa hóa học tạo nên.
– Phong hóa vật lý: gồm những quá trình phá hủy không làm biến đổi thành phần đá gốc. Nhân tố tác dụng chính của phong
hóa vật lý là sự thay đổi của nhiệt độ và tác dụng của sóng, gió, băng hà. Do tính chất dẫn nhiệt không đều của các khoáng vật tạo đá, khi nhiệt độ thay đổi (theo mùa và ngày đêm) các đá dần dần bị nứt rạn, vỡ thành những mảnh có kích thước khác nhau. Quá trình này xảy ra mạnh mẽ ở vùng sa mạc, nơi có biên độ nhiệt thay đổi rất lớn, ở vùng cực hay núi cao có tác dụng của tuyết và băng hà.
Kết quả của phong hóa vật lý là các đá và khoáng vật tạo đá bị võ vụn thành những mảnh có kích thước từ chục mét đến 0,005mm là thành phần chính trong đá vụn cơ học.
– Phong hóa hóa học: gồm các nhân tố tác dụng chính là H2O, O2, CO2, các axít hữu cơ v.v… Chúng gây ra các tác dụng ôxy hóa, hòa tan, hiđrat hóa, cacbonat hóa v.v…
Trong quá trình phong hóa hóa học, nước có ba tác dụng chính: hòa tan, hiđrat hóa và thủy phân. Tác dụng hòa tan thường xảy ra trong các tầng muối, thạch cao, đá vôi, đolomit, macnơ v.v… tạo nên những lỗ hổng, hang động gọi là địa hình karst. Tác dụng hiđrat hóa làm biến đổi khoáng vật không có nước thành khoáng vật chứa nước vững bền trong điều kiện trên mặt đất. Thí dụ anhiđrit (CaSO4) bị hiđrat hóa biến thành thạch cao (CaSO4.2H2O), gơtit (Fe2O3) bị hiđrat hóa biến thành limonit (Fe2O3.nH2O).
Trong quá trình phong hóa hóa học, ôxy đóng vai trò quan trọng. Tác dụng ôxy hóa sẽ phá hủy các khoáng vật và làm thay đổi hóa trị của các nguyên tố. Thí dụ sắt thường có hóa trị hai, nhưng khi bị ôxy hóa sắt biến thành sắt hóa trị ba. Tác dụng ôxy hóa thường làm thay đổi màu sắc của đá. Các hợp chất sắt hóa trị hai thường không màu hoặc sẫm màu, khi bị ôxy hóa chuyển thành màu vàng, nâu, đỏ.
Hàm lượng CO2 trong không khí gần 0,03%, nhưng ở trong nước có thể lớn gấp trăm lần so với trong không khí. CO2 tự do thường kết hợp vói nước tạo thành axit eacbonic. Sự phân ly của axit cacbonic làm tăng độ axit của môi trường nước (H+ và HCO3), vì thế CO2 tự do thường cùng với nước đóng vai trò hòa tan, thủy phân cacbonat hóa v.v…
Axit humic (axit hữu cơ) cũng đóng vai trò phá hủy các silicat và alumosilicat, đồng thời cũng làm tăng độ di chuyển của các chất keo và các nguyên tố nhôm, sắt hóa trị ba.
Kết quả của phong hóa hóa học là những khoáng vật ỏ dưới sâu sinh thành trong điều kiện nhiệt độ, áp suất cao, biến thành những khoáng vật vững bền trên mặt đất và hình thành các địa hình mói như các sườn đất chảy, mặt san bằng, địa hình karst v.v…
– Nước chảy trên mặt: tác dụng xâm thực của nước tạo nên các địa hình âm nhỏ nhất là rãnh xói, khe xói và lớn là các thung lũng sông, chia cắt các loại địa hình đồi núi và cao nguyên cao hàng nghìn mét, đào bới các loại đá khác nhau ở hai bờ và đáy thung lũng, vận chuyển chúng xuống những chỗ trũng và cửa sông ven biển bồi đắp nên những địa hình tích tụ gọi là những thềm sông, bãi bồi hay đồng bằng aluvi, đồng bằng delta cửa sông ven biển.
– Nước ngầm cũng là tác nhân tạo nên loại địa hình độc đáo trên bề mặt Trái Đất. Đó là địa hình Karst chỉ tổng thể các dạng địa hình dương và âm tạo nên bởi quá trình hoà tan, ăn mòn, bào mòn của nước ngầm và nước trên bề mặt có chứa khí CO2 đối với đá cacbonat như đá vôi, đá phấn, đolomit v.v… (CaCO3 + CO2 + H2O = (CO3H)2Ca).
Nét nổi bật của địa hình karst là phát triển rộng rãi các dạng địa hình âm; ở trên mặt có các phễu, bồn trũng, cánh đồng, hố thu nước, giếng; ỗ trong các khối đá cacbonat có hầm lò, sông ngầm, hang động karst v.v…
Nét độc đáo của thung lũng karst là không có dòng chảy liên tục mà lúc hiện, lúc ẩn, chỗ có nước, chỗ không có nước. Phần lớn các hang động karst được tạo nên bởi quá trình hòa tan và hoạt động xâm thực của các sông ngầm.
Trên thế giới, người ta đã phát hiện được 25 hang động có độ dài từ 45km đến trên 500km. Trong đó có hệ thống hang Fliut Mammoth ở Hoa Kỳ đạt kỷ lục hang dài nhất thế giói 530km.
Ở Việt Nam, trong khối núi đá vôi Kẻ Bàng, Quảng Bình, có hang Tối dài 17km và Hang Phong Nha dài 14km. Các hang này đều là sông ngầm đang hoạt động, trên trần hang và vách hang có nhiều thạch nhũ rất đẹp mắt.
– Gió: địa hình tạo nên bởi quá trình hoạt động của gió cũng rất độc đáo. Trong cơn bão, gió có thể đạt tốc độ hàng trăm km/giờ. Chỉ cần gió có tốc độ 1 1 – 13m/s cũng đủ sức lôi cuốn theo những hạt cát có kích thước l,3mm và trong 10 phút có thể cuốn đi một khối lượng cát bằng 871cm3.
Hoạt động thổi mòn của gió đã tạo nên những dạng địa hình âm và dương đa dạng. Tương ứng với địa hình âm là những tổ chim đá, túi đá, ống đá, ổ đá, mắt đá, cửa sổ đá, hố trũng, lòng chảo, mảng trũng v.v… Các dạng địa hình dương thổi mòn là những cột đá, tháp đá, kim đá, bàn đá, nấm đá v.v… với nhiều hình dạng kì dị.
Địa hình tích tụ được gió tạo nên, phổ biến là những đụn cát, cồn cát dọc theo các triền sông hay bờ biển, đặc biệt trên những hoang mạc cát khô nóng, địa hình tích tụ do gió tạo nên rất phát triển, phổ biến là những dải đồi có hình dạng những lưỡi liềm khổng lồ, thường được gọi là Backhan.
– Biển, địa hình dải ven bờ được tạo nên bởi hoạt động của biển cũng đa dạng, nhiều hình, nhiều vẻ. Các dạng địa hình ở đây xuất hiện do kết quả của sự tác động tương hỗ của thủy quyển, thạch quyển, khí quyển và sinh quyển, trong đó trực tiếp là biển và lục địa.
Người ta thường chia dải ven bờ thành ba đới có liên quan với nhau về nguồn gốc: đối trên hay là đối gần bờ biển; đới giữa hay là đói bò biển và đới dưới hay là đới gần bờ. Trong đó đối gần bò biển bao gồm những thành tạo cổ có nguồn gốc biển, đã trở thành hợp phần của lục địa, thường được gọi là các thềm biển; đới giữa là đới đang diễn ra tác động tương hỗ mạnh mẽ nhất giữa thềm lục địa và biển làm nảy sinh những dạng địa hình bờ biển hiện đại; đới dưới hay là đối ngập nước bao gồm những thành tạo biển cổ bị chôn vùi.
Đối với đới giữa hay là đới bờ, lại được chia thành hai phụ đổi: phụ đới sóng nhào và phụ đới sóng. 0 phụ đối sóng nhào phát triển những dạng địa hình như “clif” (vách biển), bãi biển, “vai” (dải cát ven bờ). Klif được thành tạo bằng những ngấn sóng vỗ dạng hàm ếch ở dưới chân vách đá ven bò, sau đó do mất cân bằng trọng lực, vách đá bị sụt đổ và bò biển bị lùi dần cho đến khi sóng không còn nhào tối. Phần chân các klif được mở rộng do quá trình lùi dần của klif, những tảng đá sụt đổ đó bị sóng biển đập vỡ mài mòn, tạo thành bãi biển mài mòn, còn được gọi là bench.
Trong điều kiện những dòng bồi tích ngang chiếm ưu thế, ở phụ đới sóng nhào thường hình thành các dạng tích tụ gọi là thềm và bar ven bờ. Nếu đường bờ phẳng và đáy biển nông thì hình thành dạng tích tụ gọi là “vai” ở ven bờ và ở dưới nước. Các “vai” này lại liên kết với nhau tạo thành thềm tích tụ. Các dạng tích tụ này rất phổ biến ở các vũng, vịnh biển hồ.
Trong điều kiện các dòng bồi tích dọc chiếm ưu thế, sóng và gió chuyển vào bò dưới một góc nhọn, Ẹhụ thuộc vào sức mạnh và góc tối của sóng đối với bờ, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ lớn của các hạt trầm tích mà hình thành hàng loạt dạng tích tụ độc đáo như: đuôi, cầu đôi, cầu kép, đê chắn, mỏm nhô, mũi tên; thềm, đuôi vòng v.v…
Trong khi đó ở phụ đới sóng, các thành tạo tích tụ đặc trưng là các “vai” cát dưới nước. Các “vai” cát này có thể bao gồm hàng loạt dải chạy song song với đường bò và kéo dài từ vài chục mét đến hàng chục kilomet. Các “vai” được thành tạo ở đới sóng bị phá hủy, tạo điều kiện cho trầm tích lắng đọng.
a/ Địa hình nội sinh.
Địa hình nội sinh hay còn gọi là địa hình kiến tạo được thành tạo do tác động trực tiếp của những tác nhân phát sinh trong lòng Trái Đất – từ quyển manti trở vào mà quan trọng nhất là những hoạt động macma và các vận động kiến tạo làm biến dạng bề mặt Trái Đất. Địa hình nội sinh bao gồm các loại sau:
– Địa hình núi lửa.
Macma là chất lỏng cấu tạo bằng silicat bão hòa các chất khí, thành tạo ở dưới sâu trong lòng đất, trong đó những vật chất nhẹ, tạo thành những dòng đi lên xâm nhập vào các lớp trầm tích của vỏ Trái Đất và làm biến dạng vị trí ban đầu của nó. Tại những khâu yếu của vỏ Trái Đất bị nứt nẻ hoặc đập vỡ, macma trào lên trên bề mặt gọi là núi lửa.
Tùy theo thành phần vật chất của macma và áp lực của nó đôi với vỏ Trái Đất, đồng thời cũng tùy theo hình thái lối thoát của macma có dạng hình ống hay khe nứt mà macma khi thoát ra có thể gây tiếng nổ gọi là phun nổ hoặc macma theo khe nứt trào ra ngoài theo từng đợt gọi là phun trào. Vật chất nóng chảy gọi là dung nham tràn ra lấp đầy các địa hình âm có trước, tạo nên địa hình hoàn toàn mới gọi là những thung lũng, đồng bằng, cao nguyên bazan – một loại đất nâu đỏ đặc trưng và rất màu mỡ.
Tại vùng miệng núi lửa, các địa hình dương được tạo nên cũng rất đa dạng mà phổ biến là các cấu trúc hình khiên, hình nón, hình vòm – tháp vòm – phân tầng, núi lửa miệng hình chảo v.v…
Khi áp suất trong các lò macma không đủ mạnh đẩy vật chất macma ra ngoài thì hoạt động của núi lửa tắt dần và ngừng hoạt động. Nhưng những địa hình núi lửa vẫn tồn tại và dần dần bị biến đổi bởi những quá trình ngoại sinh.
Ngày nay người ta thông kê được trên 540 núi lửa hoạt động và trên 4.000 núi lửa đã tắt. Tất cả được phân bố theo bốn vành đai cỡ hành tinh: vành đai núi lửa đang hoạt động chiếm 61,7% tổng số núi lửa đang hoạt động trên Trái Đất; vành đai núi lửa Địa Trung Hải; vành đai núi lửa Đại Tây Dương và dải núi lửa Đông Phi (Hình 3.11).
– Địa hình cấu trúc – kiến tạo
Địa hình cấu trúc kiến tạo được hình thành do các chuyển động nâng lên và hạ lún của vỏ Trái Đất (chuyển động dao động) thưòng được gọi là chuyển động tạo lục. Chuyển động uốn nếp thường được gọi là chuyển động tạo sơn và chuyển động phá hủy đứt gãy (chuyển động đoạn tầng), chuyển động mảng (kiến tạo toàn cầu).
Các loại chuyển động kiến tạo bao gồm:
+ Chuyển động dao động xảy ra ở mọi nơi, không ngừng và chậm chạp, tạo nên hiện tượng nâng lên và hạ lún của vỏ Trái Đất và đổi dấu lẫn nhau theo thời gian và không gian. Chuyển động dao động xảy ra trong suốt chiều dài lịch sử của tất cả các thời kỳ địa chất từ thời cổ sinh đến tân sinh mà ngày nay được gọi là chuyển động tân kiến tạo và kiến tạo hiện đại. Các chuyển động dao động quyết định sự phân bố và thay đổi hình hài lục địa và biển, là nguyên nhân thành tạo và phát triển địa hình.
Chuyển động dao động có hai dạng: chuyển động dao động chung và chuyển động sóng. Chuyển động dao động chung được đặc trưng bởi sự nâng lên và hạ lún đồng thời của những vùng rộng lớn, chiếm cả diện tích toàn châu lục hay một bộ phận đáng kể của nó. Chu kỳ dao động tối đa có thể tối 200 – 300 triệu năm. Đó là giới hạn của những chu kỳ kiến tạo được thể hiện bởi sự lặp lại những chu kỳ biển tiến và biển thoái lớn.
Chuyển động chung dạng sóng xuất hiện trên phông chuyển động dao động chung và chia cắt thành những thời kỳ nâng lên và sụt võng. Chuyển động sóng còn để lại dấu ấn trên địa hình bề mặt Trái Đất bởi dạng địa hình cực lớn âm và dương liên tiếp nhau.
+ Chuyển động uốn nếp bao gồm toàn bộ các chuyển động kiến tạo dẫn đến vò nhàu các lớp vỏ Trái Đất vốn ở trạng thái nằm ngang thành các dạng uốn nếp đa dạng từ cỡ vi địa hình đến cỡ đại địa hình và tạo nên những hệ thống núi uốn nếp với những dạng uốn nếp phổ biến là nếp lồi và nếp lõm. Một tập hợp những nếp lồi kiên kết với nhau tạo nên những miền núi đại nếp lồi (phức nếp lồi) và tương phản là miền núi đại nếp lõm (phức nếp lõm).
Chuyển động uốn nếp cũng có tính chu kỳ. Trong lịch sử phát triển của vỏ Trái Đất từ sau đại nguyên sinh đến nay đã xảy ra ba thời kỳ uốn nếp chính: thời kỳ Caleđoni, thời kỳ Hecxini, thời kỳ Anpi.
- Thời kỳ Caleđoni cách đây khoảng 450 triệu năm. Hệ quả là tạo nên địa hình núi uốn nếp của xứ Scotlen, bắc Anh Quốic, bán đảo Xcanđinavơ ở châu Âu; các dãy núi An Tai, Sai An ở châu Á. v…
- Thời kỳ Hecxini – cách đầy khoảng 280 triệu năm. Đây là thời kỳ uốn nếp đặc biệt mạnh, tạo nên những dãy núi uốn nếp đồ sộ ở vùng trung tâm, phía Tây và phía Nam châu Âu, Tây Bắc châu Phi, dãy Thiên Sơn, dãy Ang Đơ ở Nam Mỹ v…
- Thời kỳ An Pi – trẻ nhất, xuất hiện vào đại Tân sinh, cách đây khoảng 26 triệu năm. Hệ quả là tạo nên những dãy núi uốn nếp trẻ phát triển rộng rãi trên các châu lục, trong đó có dãy núi đồ sộ nhất và cao nhất thế giới là dãy Himalaya với đỉnh Chomoluma cao 848m.
+ Chuyển động phá hủy, đứt gãy là một hình loại chuyến động kiến tạo gây nên sự phá hủy tính thông nhất của các thể địa chất có trước nó hoặc tạo tiền đề cho sự hình thành những thành tạo địa chất mới, là nguyên nhân của tính đa dạng hình thái cấu trúc của địa hình bề mặt Trái Đất.
Các cấu trúc địa chất vốn đa dạng, lại bị các đứt gãy kiến tạo đập vỡ rồi chuyển dịch theo nhiều hướng khác nhau, trong địa chất học gọi là các phay thuận, phay nghịch, phay ngang thuận, phay ngang nghịch, chòm nghịch, địa di, địa lũy, địa hào v.v… Tiếp đó các quá trình ngoại sinh, nhất là các quá trình xâm thực, bóc mòn xóa nhòa các dấu vết dịch chuyển, tạo ra những dạng địa hình mói, có hình thái bình đồ rất đa dạng như: dải núi, khối núi, vòm núi, dải núi địa lũy, thung lũng địa hào v.v…
+ Chuyển động mảng – Kiến tạo toàn cầu. Theo quan điểm thuyết kiến tạo toàn cầu thì Trái Đất có lớp vỏ ngoài gọi là thạch quyển. Dưới tác dụng của nội và ngoại lực, thạch quyển đã bị tách ra thành các mảng. Các mảng đó bị dịch chuyển trên quyển mềm (phần trên các lớp manti). Vổ Trái Đất có thể đã được chia ra làm 7 mảng: Bắc Mỹ, Á – Âu, Nam Mỹ, Phi châu, Ân Độ, châu ú c và Nam Cực. Hai mảng đầu hợp lại thành đại lục Lauraxia và 5 mảng còn lại là đại lục Gonvana. Cách đây 200 triệu năm Lauraxia và Gonvana là một đại lục duy nhất có tên gọi là Pangea. Qua nhiều thời kỳ tách dãn, trôi dạt với các mốc lịch sử cách đây 180 triệu năm, 135 triệu năm và 6,5 triệu năm, lục địa Pangea đã bị phá vỡ và chia thành 7 mảnh chính như các châu lục hiện nay.