Vịnh Hạ Long hình thành thế nào: núi đá vôi chìm giữa biển

Vịnh Hạ Long là một vùng núi đá vôi đã bị biển nhấn chìm. Hàng nghìn hòn đảo đá ta thấy hôm nay vốn là đỉnh của những khối núi và tháp đá mọc trên một đồng bằng karst; khi băng hà cuối cùng tan, mực nước biển dâng lên hơn trăm mét, nước tràn vào các thung lũng giữa núi và chỉ để lại phần đỉnh nhô lên khỏi mặt nước. Ngấn sóng khoét quanh chân đảo là chữ ký của biển trên đá.

Vịnh Hạ Long ở đâu và rộng cỡ nào

Vịnh nằm ở bờ tây bắc vịnh Bắc Bộ, thuộc tỉnh Quảng Ninh, trước mặt đô thị Hạ Long và Cẩm Phả. Phía tây nam vịnh nối liền với quần đảo Cát Bà của Hải Phòng, phía đông bắc chuyển dần sang vùng đảo Bái Tử Long. Ranh giới tự nhiên giữa ba vùng này không có đường kẻ rõ ràng: cùng một nền đá vôi, cùng một mặt biển nông, chỉ khác tên gọi.

Con số phổ biến nhất trong tài liệu của tỉnh Quảng Ninh là vịnh rộng khoảng 1.553 km², có khoảng 1.969 hòn đảo, trong đó gần một nửa đã có tên. Vùng lõi được UNESCO ghi danh rộng khoảng 434 km² với khoảng 775 hòn đảo. Các con số này đếm theo những cách khác nhau (có tính hòn đá nhỏ hay không, tính đến mực nước nào), nên gặp số chênh vài chục đảo là chuyện bình thường.

Đá vôi từ đâu ra: một đáy biển cổ

Đá vôi ở Hạ Long được thành tạo dưới đáy biển nông, ấm, cách nay hàng trăm triệu năm, phần lớn vào khoảng kỷ Cacbon – Pecmi theo các công trình địa chất Việt Nam. Vỏ và xương của sinh vật biển (tảo vôi, san hô cổ, huệ biển, trùng lỗ) lắng xuống, nén chặt thành những tầng đá dày hàng trăm mét. Ở nhiều vách đá, nhìn kỹ còn thấy những mảnh hoá thạch nhỏ và các lớp đá nằm xếp chồng.

Sau đó các chuyển động kiến tạo nâng khối đá vôi lên khỏi mặt biển, làm nó nứt thành mạng khe nứt theo nhiều hướng. Mạng khe nứt này quan trọng hơn ta tưởng: nước mưa sẽ đi theo đúng những khe ấy mà đục đá, nên hình dạng và hướng xếp của các đảo ngày nay phần nào phản ánh hướng của những đường nứt cổ.

Hàng triệu năm mưa đục đá: hình thành đồng bằng tháp đá

Khi khối đá vôi còn nằm trên cạn, mưa nhiệt đới làm phần việc chính. Nước mưa hấp thụ khí cacbonic trong không khí và trong đất thành một axit rất yếu, đủ để hoà tan đá vôi dọc theo khe nứt. Khe mở rộng thành rãnh, rãnh thành thung lũng, thung lũng nối nhau thành những lòng chảo kín. Phần đá chưa bị hoà tan còn lại thành khối núi và tháp đá.

Các nhà địa mạo phân biệt hai kiểu cảnh quan mà UNESCO cũng nêu rõ trong hồ sơ di sản:

• Kiểu cụm đỉnh chung chân (fengcong): nhiều đỉnh nhọn mọc lên từ cùng một khối đế, giữa các đỉnh là những hố sụt và lòng chảo kín. Kiểu này gặp nhiều ở phần đảo lớn phía đông và nam vịnh.
• Kiểu tháp rời (fenglin): những tháp đá đứng riêng lẻ, vách dựng gần như thẳng đứng, chân tháp tách khỏi nhau. Đây là dáng "hòn đảo cô độc" quen thuộc trong ảnh Hạ Long.

Nhiều nhà nghiên cứu xem đây là một chuỗi tiến hoá: cụm đỉnh chung chân bị hoà tan lâu hơn thì phần đế bị khoét mất, các đỉnh tách ra thành tháp rời. Ở Hạ Long, cả hai giai đoạn cùng có mặt trong một vùng nhỏ, đó là lý do giá trị địa mạo được đánh giá cao. Hang động trong lòng đảo là sản phẩm của cùng quá trình hoà tan ấy, nhưng đó là câu chuyện của dòng nước ngầm, không phải của mặt đảo.

Biển dâng nhấn chìm thung lũng

Bước quyết định đến muộn, chỉ trong vài vạn năm gần đây. Ở thời kỳ băng hà cực đại, khoảng hai vạn năm trước, rất nhiều nước bị khoá trong băng ở các lục địa nên mực nước biển thế giới thấp hơn ngày nay khoảng 120 m. Toàn bộ vịnh Bắc Bộ khi ấy là đất liền, và vùng Hạ Long là một đồng bằng tháp đá vôi, sông suối uốn lượn giữa các khối núi.

Khi băng tan, biển dâng nhanh. Các nghiên cứu về trầm tích ven biển Bắc Bộ cho thấy biển tiến vào sâu nhất vào khoảng năm đến bảy nghìn năm trước, có lúc mực nước cao hơn hiện nay vài mét, rồi hạ dần về mức bây giờ. Nước biển lấp đầy các thung lũng và lòng chảo, biến đồng bằng tháp đá thành vịnh đảo. Đó là lý do nước trong vịnh rất nông: phần lớn vùng vịnh chỉ sâu khoảng vài mét đến hơn chục mét, đáy là bùn và cát phủ lên mặt đá cũ.

Ngấn sóng: dấu mực nước khắc vào chân đảo

Đi thuyền sát chân đảo sẽ thấy một đường lõm khoét sâu vào vách, cao ngang mặt nước lúc triều lên. Đó là ngấn biển (marine notch), do sóng, do hoà tan hoá học và do sinh vật bám (hà, hàu, rong) cùng gặm đá ở đúng dải nước dao động. Có chỗ ngấn sâu đến mức chân đảo thắt lại như cổ chai, phần đá phía trên chìa ra như mái hiên. Trên một số vách còn thấy ngấn cũ nằm cao hơn mặt nước hiện nay, là dấu vết của thời kỳ biển dâng cao hơn bây giờ.

Ngấn biển giải thích vì sao nhiều đảo nhỏ ở Hạ Long có dáng "mọc thẳng lên từ nước": sóng liên tục khoét chân, vách đổ dần xuống, giữ cho sườn đảo luôn dốc đứng.

Tùng, áng và đời sống trên những hòn đá

Người dân vùng vịnh có từ riêng cho những hồ nước mặn nằm lọt trong lòng đảo: áng (hồ kín hoặc gần kín, nối biển qua hang hay khe ngầm) và tùng (vũng nước rộng được vây quanh bởi nhiều đảo, có lối thông ra biển). Về mặt địa chất, đó chính là những lòng chảo karst cũ bị biển tràn vào. Nước trong áng lên xuống theo thuỷ triều nhưng chậm và lệch pha so với biển ngoài, vì phải đi qua lối hẹp.

Vịnh chịu chế độ nhật triều đều, mỗi ngày một lần nước lên một lần nước xuống, biên độ có thể tới khoảng 3–4 m vào kỳ nước cường. Mỗi lần nước rút, những bãi triều, chân vách và rạn nhỏ lộ ra, là nơi sống của hàu, ốc, cua, và xa hơn là các thảm cỏ biển, rạn san hô rải rác ở phía ngoài nơi nước trong hơn. Trên đảo đá, thảm thực vật thích nghi với đất mỏng và khô: cây bụi, cây gỗ nhỏ bám khe đá, nhiều loài đặc hữu của núi đá vôi. Một số đảo lớn có rừng ngập mặn ở các vũng kín gió.

Làng chài trên mặt nước từng tồn tại hàng trăm năm trong các vũng như Cửa Vạn, Ba Hang, Vông Viêng, chính vì địa hình đảo đá chắn sóng gió tạo ra những mặt nước lặng. Từ năm 2014, phần lớn cư dân làng chài đã được di dời lên bờ; một số làng còn giữ lại như không gian văn hoá.

Đoạn ngắn về truyền thuyết rồng hạ

Tên "Hạ Long" thường được giải thích theo truyền thuyết rồng mẹ cùng đàn rồng con hạ xuống giúp người Việt đánh giặc, nhả ngọc thành đảo chắn đường thuyền giặc. Đó là truyền thuyết dân gian, có giá trị văn hoá, nhưng không phải lời giải thích về nguồn gốc các hòn đảo. Trong các sách địa chí cũ, vùng biển này từng có tên khác; cái tên Hạ Long phổ biến từ thời cận đại.

Góc nhìn hôm nay: Hạ Long đang thay đổi ra sao

Đá vôi vẫn tiếp tục bị hoà tan và sóng vẫn tiếp tục khoét chân đảo, nhưng theo nhịp hàng nghìn năm. Thay đổi nhanh nhất ở Hạ Long hiện nay đến từ con người: bùn đất từ vùng mỏ than và từ các công trình lấn biển ven bờ làm nước đục hơn; rạn san hô ven đảo suy giảm so với các khảo sát những thập niên trước; rác nổi tích tụ trong các vũng kín vì nước ở đó lưu thông chậm. Những vũng kín vốn quý vì lặng sóng cũng chính là nơi dễ ô nhiễm nhất.

Muốn hiểu thêm về địa chất vịnh, có mấy chỗ đáng tìm:

• Bảo tàng Quảng Ninh ở đô thị Hạ Long có phần trưng bày về tự nhiên, địa chất và khảo cổ vùng vịnh, trong đó có văn hoá Hạ Long thời tiền sử.
• Hồ sơ di sản trên trang của UNESCO (mục Ha Long Bay – Cat Ba Archipelago) tóm tắt các tiêu chí địa chất, có bản đồ vùng lõi.
• Khi đi thuyền, thay vì chỉ đếm hình thù đảo, thử để ý ba thứ: ngấn sóng ở chân đảo, các lớp đá xếp nghiêng trên vách, và sự khác nhau giữa cụm đảo có đế chung với tháp đá đứng riêng.