Địa chất đới bờ ( ĐH Quốc Gia HN ) - Chương 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

114
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các thuật ngữ khoa học và môi trường địa chất đới bờ 2-1. Khái quát chung Hình thái và cấu trúc đới bờ hiện đại là sản phẩm tương tác của nhiều quá trình phức tạp, trong đó có sự biến động không ngừng của đá gốc và trầm tích. Việc mô tả các đặc điểm địa chất đới bờ thường gặp khó khăn do thiếu sự thống nhất trong việc sử dụng các thuật ngữ chuyên môn và những khái niệm liên quan đến các qúa trình địa chất nói chung và nói riêng. Mục 2-2 và 2-3 của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Địa chất đới bờ ( ĐH Quốc Gia HN ) - Chương 2

Ch¬ng 2 C¸c thuËt ng÷ khoa häc vµ m«i trêng ®Þa chÊt ®íi bê 2-1. Kh¸i qu¸t chung H×nh th¸i vµ cÊu tróc ®íi bê hiÖn ®¹i lµ s¶n phÈm t¬ng t¸c cña nhiÒu qu¸ tr×nh phøc t¹p, trong ®ã cã sù biÕn ®éng kh«ng ngõng cña ®¸ gèc vµ trÇm tÝch. ViÖc m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt ®íi bê thêng gÆp khã kh¨n do thiÕu sù thèng nhÊt trong viÖc sö dông c¸c thuËt ng÷ chuyªn m«n vµ nh÷ng kh¸i niÖm liªn quan ®Õn c¸c qóa tr×nh ®Þa chÊt nãi chung vµ nãi riªng. Môc 2-2 vµ 2-3 cña ch¬ng sÏ kh¸i qu¸t c¸c ®Æc ®iÓm chung cña ®íi bê vµ gi¶i thÝch mét sè kh¸i niÖm th«ng dông nh “bê biÓn” vµ “®êng bê”. Môc 2-4 ®Ò cËp ®Õn c¸c thuËt ng÷ liªn quan ®Õn mùc níc vµ thñy triÒu. C¸c môc cßn lµ c¸c quan ®iÓm kh¸c nhau cña c¸c nhµ ®Þa chÊt, h¶i d¬ng häc vµ sinh häc ®èi víi qóa tr×nh ph¸t triÓn vµ h×nh thµnh cÊu tróc ®Þa m¹o d¶i ven biÓn, trong ®ã cã c¸c yÕu tè t¸c ®éng cña con ngêi. §Ó gióp ngêi ®äc cã thÓ h×nh dung vµ n¾m b¾t nhanh chãng c¬ së lý thyÕt ban ®Çu, c¸c t¸c gi¶ cña cuèn s¸ch ®· lùa chän mét sè khu vùc ®Æc trng trªn thÕ giíi lµm vÝ dô minh häa. 2-2. §Þnh nghÜa ®íi bê vµ c¸c yÕu tè h×nh thµnh ®íi bê a. Giíi thiÖu 1. Cã rÊt nhiÒu c¸c yÕu tè ®íi bê vµ qóa tr×nh ®Þa chÊt thµnh t¹o khã x¸c ®Þnh ®îc ranh giíi v× b¶n th©n chóng lu«n biÕn ®éng theo kh«ng gian vµ thêi gian. H¬n n÷a, do cha cã sù chuÈn hãa vÒ thuËt ng÷ chuyªn m«n chung, nªn khi ®i vµo m« t¶ c¸c ®Æc ®iÓm, mçi mét nhµ nghiªn cøu l¹i sö dông mét thuËt ng÷ khoa häc riªng. §iÒu nµy dÉn ®Õn sù bÊt ®ång lín trong c«ng t¸c nghiªn cøu khoa häc. §Æc biÖt lµ trong viÖc ®Þnh nghÜa hai kh¸i niÖm d¶i ven bê vµ d¶i ven biÓn. ViÖc x©y dùng mét hÖ thèng thuËt ng÷ chuyªn m«n thèng nhÊt sÏ gióp cho c¸c nhµ nghiªn cøu dÔ dµng trao ®æi kinh nghiÖm vµ thuËn lîi trong viÖc xuÊt b¶n c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña m×nh. 2. §Ó ph©n lo¹i vµ m« t¶ c¸c cÊu tróc h×nh th¸i, ®Þa chÊt ®íi bê, tríc tiªn cÇn cã sù thèng nhÊt mét sè ®Þnh nghÜa liªn quan. ë ®©y, chóng t«i cã sö dông mét sè ®Þnh nghÜa riªng ®îc x©y dùng dùa trªn c¸c nguyªn t¾c tæng hîp tõ
nhiÒu lÜnh vùc nghiªn cøu kh¸c nhau, trong ®ã bao gåm c¶ ®Þa chÊt, v× vËy c¸ch ph©n lo¹i cña chóng t«i cã thÓ kh«ng hoµn toµn trïng víi c¸ch ph©n lo¹i trong ®Þa chÊt hay ®Þa m¹o, v.v... Nh chóng ta ®· biÕt, ®íi bê lµ mét khu vùc cã sù ph©n dÞ lín vÒ mÆt ®Þa h×nh, sù kh¸c nhau cña chóng cã thÓ gÆp ë n¬i nµy hoÆc n¬i kh¸c. Mçi mét d¹ng hoÆc kiÓu ®Þa h×nh ®îc m« t¶ kh«ng ph¶i lóc nµo còng ®¹i diÖn cho tÊt c¶ c¸c khu vùc. Ch¼ng h¹n, c¸c ®¶o atoll san h« thêng kh«ng cã ®êng bê nhng vÉn cã thÒm lôc ®Þa, trong khi c¸c biÓn néi lôc hay biÓn hå cã bê biÓn nhng kh«ng cã thÒm lôc ®Þa. V× vËy viÖc x©y dùng mét hÖ thèng ph©n lo¹i ®Çy ®ñ c¸c ®¬n vÞ ®Þa h×nh ®íi bê sÏ gióp cho viÖc m« t¶ cÊu tróc ®Þa chÊt cña khu vùc nghiªn cøu ®îc dÔ dµng h¬n vµ t¹o c¬ së cho c¸c nghiªn cøu më réng kh¸c. b. §íi bê Theo ®Þnh nghÜa riªng cña chóng t«i, ®íi bê lµ khu vùc chuyÓn tiÕp gi÷a lôc ®Þa vµ biÓn, ®ã lµ n¬i chÞu ¶nh hëng trùc tiÕp cña c¸c qóa tr×nh thñy ®éng lùc s«ng, biÓn. Giíi h¹n ngoµi cña khu vùc lµ ranh giíi kÕt thóc thÒm lôc ®Þa, giíi h¹n trong lµ phÇn lôc ®Þa chÞu ¶nh hëng cña sãng b·o, trong ®ã bao gåm c¸c vïng cöa s«ng delta ven biÓn v× ®©y lµ c¸c khu vùc cã h×nh th¸i vµ cÊu tróc phô thuéc vµo c¸c qóa tr×nh t¬ng t¸c ®éng lùc gi÷a s«ng vµ biÓn. Víi c¸ch x¸c ®Þnh nµy, khu vùc ®íi bê ®îc ph©n chia nh sau (h×nh 2.1): PhÇn bê biÓn PhÇn ven bê Sên bê ngÇm ThÒm lôc ®Þa c. PhÇn bê biÓn Lµ d¶i lôc ®Þa n»m ven biÓn ®îc tÝnh tõ ®êng bê lui vµo trong lôc ®Þa tíi vÞ trÝ b¾t ®Çu xuÊt hiÖn sù biÕn ®æi ®ét ngét vÒ ®Þa h×nh, vÝ dô nh c¸c v¸ch biÓn, c¸c d¶i cån c¸t hoÆc mét ranh giíi x¸c ®Þnh nµo ®ã cña th¶m thùc vËt. N»m trong phÇn nµy cßn cã c¸c hÖ thèng ®Çm lÇy, vòng vÞnh vµ b·i triÒu. Tuy nhiªn ë nh÷ng khu vùc cã vïng cöa s«ng delta lín nh Mississipi th× viÖc x¸c ®Þnh ranh giíi trong (phÝa lôc ®Þa) thêng gÆp khã kh¨n nhng víi nh÷ng khu vùc cã chÕ ®é thñy triÒu æn ®Þnh th× l¹i kh¸ thuËn lîi. Ranh giíi ngoµi (vÒ phÝa biÓn) chÝnh lµ ®êng bê, n¬i chÞu ¶nh hëng m¹nh mÏ cña sãng b·o. §êng bê vµ ®Þnh nghÜa vÒ bê biÓn lu«n ®îc xem lµ c¬ së cho viÖc thµnh lËp vµ ®o vÏ b¶n ®å, v× vËy phÇn nµy sÏ ®îc ®Ò cËp thªm ë ch¬ng 5, môc e. §èi víi c¸c bê ®¸, phÇn lôc ®Þa vµ ®êng bê gÇn nh trïng nhau, ®èi víi khu vùc bê nh©n t¹o do x©y dùng ®ª kÌ ranh giíi ®êng bê khã x¸c ®Þnh h¬n nhng ranh giíi trong vÉn thÓ hiÖn râ rµng dùa vµo nh÷ng biÕn ®æi tù nhiªn cña ®Þa h×nh. d. PhÇn ven bê Lµ vïng biÓn n»m trong giíi h¹n tõ ®êng bê tíi vÞ trÝ mùc níc thÊp. ë nh÷ng khu vùc bê cã b·i c¸t, th× phÇn ven bê ®îc chia ra lµm 2 ®íi: ®íi tríc vµ
®íi sau. §íi tríc ®îc x¸c ®Þnh tõ ranh giíi ngoµi cña phÇn ven bê ®Õn giíi h¹n cña mÐp níc ë mùc thñy triÒu cao nhÊt, ®íi sau lµ phÇn cßn l¹i cña vïng ven bê. VÒ mÆt h×nh th¸i, ®íi sau cã d¹ng ®Þa h×nh kh¸ b»ng ph¼ng nhng ®íi tríc cã d¹ng ®Þa h×nh nghiªng vÒ phÝa biÓn. VÞ trÝ t¹i ®ã cã sù thay ®æi ®ét ngét vÒ ®é dèc chÝnh lµ ®iÓm tiÕp gi¸p gi÷a 2 ®íi vµ ®îc gäi lµ c¸c gê biÓn (r×a bËc thÒm). PhÇn m« t¶ chi tiÕt ®Æc ®iÓm h×nh th¸i b·i biÓn vµ c¸c thuËt ng÷ liªn quan sÏ ®îc tr×nh bµy ë ch¬ng 3. e. Sên bê ngÇm Lµ khu vùc kÕ tiÕp phÇn ven bê víi giíi h¹n bªn trong lµ ®êng mùc níc thÊp nhÊt, giíi h¹n bªn ngoµi lµ ranh giíi kÕt thóc cña thÒm lôc ®Þa. §©y lµ khu vùc cã ®é dèc gi¶m dÇn so víi ®íi tríc. VÞ trÝ chuyÓn tiÕp sang phÇn thÒm lôc ®Þa chÝnh lµ ch©n cña sên bê ngÇm, vÞ trÝ nµy cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh mét c¸ch t¬ng ®èi dùa vµo sù biÕn ®æi ®é dèc. MÆc dï sên bê ngÇm lµ mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm cÊu tróc chung cña khu vùc ®íi bê, nhng kh«ng ph¶i lóc nµo chóng còng cã mÆt ®Çy ®ñ ë tÊt c¶ c¸c ®íi bê, vÝ dô nh c¸c vïng bê cã n¨ng lîng thÊp hay c¸c khu vùc cã ®êng bê cÊu t¹o bëi c¸c vËt liÖu bÒn v÷ng. Sên bê ngÇm thÓ hiÖn rÊt râ qua c¸c mÆt c¾t ngang vµ biÓu ®å ®é s©u. §©y còng lµ khu vùc diÔn ra c¸c ho¹t ®éng vËn chuyÓn trÇm tÝch m¹nh mÏ, ®Æc biÖt lµ phÇn n»m gÇn giíi h¹n trªn. f. ThÒm lôc ®Þa Lµ phÇn ®¸y biÓn n«ng bao quanh lôc ®Þa (h×nh 2-2) víi giíi h¹n ngoµi lµ vÞ trÝ b¾t ®Çu cã sù thay ®æi ®ét ngét vÒ ®éc dèc ®Ó chuyÓn sang sên lôc ®Þa. ThÒm lôc ®Þa còng ®îc ph©n chia thµnh 3 ®íi, ®íi trong, ®íi ngoµi, ®íi gi÷a mÆc dï ranh giíi gi÷a c¸c ®íi khã x¸c ®Þnh v× kh«ng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt ®Þa m¹o ®Æc trng ®Ó lµm c¬ së ph©n ®Þnh nhng chóng vÉn ®îc sö dông kh¸ réng r·i trong qóa tr×nh nghiªn cøu ®íi bê. Tuú thuéc vµo mçi nghiªn cøu cô thÓ vµ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt khu vùc, c¸c ®íi cã thÓ ®îc ph©n chia theo nh÷ng ranh giíi t¹m thêi trªn c¬ së nh÷ng quy ®Þnh riªng. Tuy nhiªn, nh ®· nãi ë trªn, kh«ng ph¶i khu vùc ®íi bê nµo còng cã thÒm lôc ®Þa. 2-3. Thang tuæi ®Þa chÊt a. Tuæi hãa th¹ch. Trong thang tuæi ®Þa chÊt, c¸c nhµ khoa häc ®· ph©n chia thµnh bèn ®¬n vÞ thêi gian lín lµ nguyªn ®¹i, kû, thÕ, kú (h×nh 2-3). Trªn c¬ së nh÷ng nghiªn cøu hãa th¹ch ë nhiÒu vïng ®Þa chÊt kh¸c nhau, c¸c nhµ ®Þa tÇng häc (1800) ®· ph¸t hiÖn ra sù xuÊt hiÖn vµ biÕn mÊt cña mét sè loµi hãa th¹ch trong c¸c tÇng trÇm tÝch. §iÒu nµy cho phÐp so s¸nh vµ liªn hÖ tuæi c¸c hãa th¹ch trªn diÖn réng. VÝ dô, ranh giíi cña 2 nguyªn ®¹i Mezoizoi vµ Cenozoi ®îc ®¸nh dÊu bëi sù biÕn mÊt cña hµng tr¨m loµi, trong ®ã cã khñng long, nhng ®ång thêi xuÊt hiÖn
nhiÒu loµi kh¸c víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ (Stanley, 1986). Tuy nhiªn, thang tuæi hãa th¹ch chØ mang tÝnh chÊt so s¸nh niªn ®¹i cña c¸c tÇng ®¸ mµ cha ®Þnh ra ®îc gi¸ trÞ tuæi tuyÖt ®èi. M·i ®Õn gi÷a thÕ kû thøc 20, nhê sù ra ®êi cña ph¬ng ph©p ph©n tÝch phãng x¹ c¸c nhµ khoa häc míi tÝnh to¸n ®îc tuæi tuyÖt ®èi cña c¸c tÇng ®¸ vµ x©y dùng thang tuæi ®Þa chÊt (h×nh 2-3), víi ®¬n vÞ thêi gian lµ triÖu n¨m. b. Tuæi ®Þa chÊt cña ®íi bê §èi víi c¸c nhµ nghiªn cøu ®íi bê, tuæi c¸c ®Þa tÇng Pleitocen vµ Holocen ®îc quan t©m nhiÒu nhÊt, víi niªn ®¹i c¸ch ®©y kho¶ng chõng 1,8 triÖu n¨m. Ngoµi ra c¸c tÇng trÇm tÝch tuæi ®Ö tø còng kh¸ phæ biÕn ë khu vùc ®íi bê. (1) Trong kú Pleitocen ®· x¶y ra nh÷ng biÕn ®æi lín vÒ khÝ hËu ë B¾c b¸n cÇu, ®· ®¸nh dÊu cho thêi kú b¨ng hµ hiÖn ®¹i. Nh÷ng dßng s«ng b¨ng xuÊt hiÖn trªn kh¾p c¸c lôc ®Þa phÝa B¾c, kÌm theo c¸c qóa tr×nh ®Þa chÊt b¨ng hµ diÔn ra trong thêi gian dµi. Nghiªn cøu c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa m¹o ë khu vùc B¾c Mü sÏ cho thÊy nh÷ng dÊu Ên cña thêi kú nµy, thÓ hiÖn qua c¸c tÇng trÇm tÝch ®îc h×nh thµnh bëi c¸c t¶ng b¨ng (xem ch¬ng 3). Trong cuèn s¸ch “§Þa chÊt kû ®Ö tø vµ thêi kú b¨ng hµ” cña Flint (1971) b¹n ®äc cã thÓ t×m thÊy nghiªn cøu toµn diÖn vÒ ®Þa chÊt vïng B¾c Mü trong thêi kú Pleitocen. (2) Giai ®o¹n biÓn tiÕn Holocen b¾t ®Çu xuÊt hiÖn c¸ch ®©y kho¶ng chõng 15 – 18 ngh×n n¨m víi sù d©ng cao mùc níc biÓn trªn toµn cÇu. §ång thêi víi sù kiÖn nµy lµ dÊu hiÖu suy yÕu cña thêi kú b¨ng hµ, nguyªn nh©n g©y ra lµ sù nãng lªn cña khÝ hËu toµn cÇu. §iÒu nµy ®· t¸c ®éng lín ®Õn h×nh th¸i ®éng lùc cña m«i trêng ®íi bê trong thêi kú nµy, tuy nhiªn dÊu vÕt cña c¸c thêi kú ®Þa chÊt tríc vÉn cßn lu l¹i ë nhiÒu n¬i vµ rÊt dÔ nhËn thÊy. Ch¼ng h¹n, c¸c ®åi b¨ng cßn sãt l¹i ë Boston Harbor hay c¸c ®¶o b¨ng ë phÝa nam níc Anh (Long Island, Martha’s Vineyard, Block vµ Nantucket Island), ®ã lµ s¶n phÈm cña c¸c con s«ng b¨ng trong thêi kú b¨ng hµ Wisconsin (Woodsworth vµ Wigglesworth 1934), nhng c¸c b·i biÓn hay c¸c doi ch¾n ven bê th× l¹i ®îc h×nh thµnh trong thêi kú Holocen. (3) Thêi kú b¨ng hµ ë B¾c Mü, sù biÕn ®æi khÝ hËu toµn cÇu kÌm theo c¸c giai ®o¹n ®ãng b¨ng vµ gian b¨ng ®an xen nhau trong suèt kû ®Ö tø ®· ¶nh hëng rÊt lín tíi diÖn m¹o bÒ mÆt tr¸i ®Êt vµ tÝnh ®a d¹ng sinh häc trªn toµn thÕ giíi. Ho¹t ®éng cña c¸c s«ng b¨ng trong lôc ®Þa vµo thêi kú nµy còng bÞ suy yÕu dÇn dÇn do c¸c chÊn ®éng ®Þa tÜnh vµ sù biÕn ®æi cña mùc níc biÓn. Dùa vµo kÕt qu¶ ph©n tÝch ®ång vÞ oxy trÇm tÝch biÓn s©u, c¸c nhµ khoa häc ph¸t hiÖn ra r»ng, cã Ýt nhÊt 9 giai ®o¹n gian b¨ng vµ ®ãng b¨ng ®· x¶y ra trong kho¶ng thêi gian 700.000 n¨m(Kraft vµ Chrzastowski 1985). B¶ng 2.1 cho thÊy, giai ®o¹n ®ãng b¨ng gÇn ®©y nhÊt lµ Wisconsin (b¾c Mü) va Wrm (ch©u ¢u) , vµo hai giai ®o¹n nµy, mùc níc biÓn ®· bÞ h¹ thÊp xuèng 100m so víi b©y giê. Ngµy nay, t¹i c¸c vïng bê ë vÜ ®é B¾c, chóng ta cã thÓ b¾t gÆp rÊt nhiÒu c¸c vÕt tÝch ®Þa chÊt, ®Þa m¹o cña giai ®o¹n Wisconsin, nhng nh÷ng dÊu tÝch cña c¸c thêi kú tríc th× cßn l¹i rÊt Ýt, ngo¹i trõ dÊu hiÖu dÔ nhËn biÕt nhÊt lµ sù n©ng
lªn cña ®êng bê ë vïng bê biÓn §¹i T©y D¬ng cña níc Mü vµ mét sè c¸c vÞnh biÓn (Winkler 1977; Winkler vµ Howard 1977). H×nh 2-1: C¸c d¹ng ®Þa h×nh ®íi bê
H×nh 2-2: ThÒm lôc ®Þa vµ ®¸y ®¹i d¬ng (h×nh phãng ®¹i vïng ven bê §¹i T©y D¬ng cña níc Mü)
H×nh 2-3: Thang tuæi ®Þa chÊt (nguån Stanley, 1986) 2-4. cao ®é chuÈn cña mùc níc vµ c¸c kh¸i niÖm liªn quan C¬ së ®Ó x©y dùng c¸c b¶n ®å biÕn ®éng ®êng bê vµ ®¸nh gi¸ nh÷ng biÕn ®æi cña c¸c sè liÖu mùc níc vµ c¸c cao ®é chuÈn. Do nh÷ng biÕn ®éng theo kh«ng gian vµ thêi gian cña mùc níc nªn viÖc x¸c ®Þnh c¸c ®êng ®é s©u vµ ®é cao ph¶i dùa vµo c¸c cao ®é chuÈn. Thñy triÒu lµ sù dao ®éng cã chu kú cña níc biÓn (d©ng vµ rót) do t¬ng t¸c cña lùc hót gi÷a tr¸i ®Êt, mÆt trêi vµ mÆt tr¨ng.
Mùc níc lµ sù thay ®æi vÞ trÝ cña mÆt níc trong c¸c thñy vùc do ho¹t ®éng cña dßng ch¶y, b¨ng tan vµ c¸c nguån níc níc ngÇm ®æ ra thñy vùc (EM 1110- 2-1003). a. C¸c cao ®é thñy triÒu chuÈn ë vïng ven bê, khi ®é cao cña mùc níc ®îc lÊy theo mÆt ph¼ng quy chuÈn cña thñy triÒu th× gi¸ trÞ trung b×nh cña mùc níc thÊp nhÊt thêng ®îc sö dông lµm cao ®é chuÈn (EM 1110-2-1003). Nhng tïy thuéc vµo yªu cÇu cô thÓ, ngêi ta cã thÓ sö dông c¸c gi¸ trÞ mùc níc kh¸c nh: mùc níc trung b×nh thÊp, mùc níc biÓn trung b×nh, mùc níc triÒu trung b×nh, mùc níc trung b×nh cao ®é chuÈn, trung b×nh cña mùc níc cao (h×nh 2-4 vµ b¶ng 2-2). C¸c gi¸ trÞ cao ®é chuÈn ®îc thiÕt lËp tõ gi¸ trÞ thñy triÒu vµ tÝnh gi¸ trÞ trung b×nh b»ng ph¬ng ph¸p NOS víi chu kú lµ 19 n¨m (National Tidal Datum Epoch). Do sù biÕn ®éng nhiÒu n¨m cña mùc níc t¬ng ®èi. Mét sè khu vùc ë Ch©u Mü, ngêi ta thêng cã cao ®é chuÈn riªng cho tõng vïng, trong ®ã c¸c sè liÖu ®îc tæng hîp tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau (vÝ dô gi¸ trÞ trung b×nh thñy triÒu thÊp cña c¸c vÞnh nh vÞnh Mexico) hoÆc tõ c¸c sè liÖu quan tr¾c mùc níc ®Þa ph¬ng ë nhiÒu giai ®o¹n kh¸c nhau. Theo quy íc, trªn b¶n ®å c¸c cao ®é thñy triÒu ph¶i ®îc quy chiÕu râ rµng vÒ c¸c cao ®é kh¶o s¸t quèc gia (vÝ dô cao ®é ®Þa chÝnh quèc gia, sè liÖu chØnh lý n¨m 1929 (NGVD 29) hoÆc cao ®é B¾c Mü 1983 (NAD 83)). Quy ®Þnh vÒ cao ®é vµ t¬ng quan víi c¸c cao ®é ®Þa chÝnh ®îc tr×nh bµy trong Harris (1981), EM 1110-2-141 vµ trong phÇn tham kh¶o cña NOS. EM 1110-2-1810 31/1/95 B¶ng 2-1: C¸c giai ®o¹n ®ãng b¨ng vµ gian b¨ng trong Pleistocenne B¾c Mü Tuæi xÊp xØ (n¨m )1 Tuæi xÊp xØ (n¨m) 2 C¸c giai ®o¹n b¨ng hµ vµ gian b¨ng 12.000 - hiÖn t¹i GÇn ®©y (Holocen) 10.000 - hiÖn t¹i 150.000-12.000 Wisconsin 100.000-10.000 350.000-150.000 Sangamon (gian b¨ng) 300.000-100.000 550.000-350.000 Lllinoisan 450.000-300.000 900.000-550.000 Yarmouth (gian b¨ng) 1.100.000-450.000 1.400.000-900.000 Kansan 1.300.000-1.100.000 1.750.000-1.400.000 Aftonian (gian b¨ng) 1.750.000-1.300.000 >2.000.000-1.750.000 Nebraskan 2.000.000-1.750.000 >2.000.000 Giai ®o¹n b¨ng hµ suy yÕu 1 Tuæi theo ®êng cong tæng qu¸t nhiÖt ®é níc ®¹i d¬ng ®îc diÔn gi¶i theo c¸c nghiªn cøu vÒ loµi trïng lç trong ®¸y biÓn s©u (Strahler 1981) 2 Tuæi theo Young (1975) (nguån gèc kh«ng thèng kª ë ®©y)
b. D÷ liÖu mùc níc cña Great Lakes vïng B¾c Mü (hå Superior, Huron, Michigan, Erie vµ Ontario) (1) Cao ®é chuÈn theo mùc níc thÊp ®îc sö dông cho Great Lakes vµ c¸c tuyÕn ®êng thñy liªn th«ng hiÖn t¹i ®Òu ®îc quy chiÕu vÒ cao ®é IGLD, 1985 (International Great Lakes Datum). §©y lµ nguån sè liÖu do ñy ban hîp t¸c qu¶n lý d÷ liÖu thñy ®éng lùc Great Lakes cung cÊp, ®Ó thay thÕ nguån sè liÖu cò (IGLD 1955) vµ b¾t ®Çu sö dông tõ th¸ng giªng n¨m 1992. Sù kh¸c nhau gi÷a hai nguån sè liÖu lµ viÖc hiÖu chØnh l¹i mèc mÆt níc (b¶ng 2-3). Víi c¸c chuçi sè liÖu n¨m 1985, mùc cña mÆt chuÈn ®îc ®iÒu chØnh theo sù vËn ®éng cña líp vá tr¸i ®Êt. Nhê tÝnh chÝnh x¸c ®îc n©ng cao vµ sù ph¸t triÓn cña hÖ thèng m¹ng líi quan tr¾c. VÞ trÝ mùc 0 cña IGLD 1985 ®îc ®Æt t¹i Rimouski, QuÐbec (h×nh 2-5). Nguån d÷ liÖu n¨m 1985 lµ kÕt qña cña hµng lo¹t c¸c cuéc kh¶o s¸t ®îc tiÕn hµnh liªn tôc trong kho¶ng thêi gian tõ n¨m 1982 ®Õn n¨m 1988. IGLD 1985 ®îc quy chiÕu vÒ cao ®é chuÈn B¾c Mü (NAVD) 1988 nhng cÇn chó ý IGLD kh«ng hoµn toµn t¬ng ®ång víi NGVD 29 hay NADV 1988 do tÝnh chÊt biÕn ®æi thêng xuyªn cña mùc níc trong c¸c hå, do c¸c c«ng tr×nh thñy vµ c¸c tuyÕn giao th«ng ®êng thñy. (2) Khu vùc Great Lakes Ýt chÞu ¶nh hëng cña thñy triÒu thiªn v¨n, thùc tÕ nh÷ng dao ®éng ng¾n h¹n x¶y ra trong khu vùc lµ do c¸c nguyªn nh©n nh giã vµ sù biÕn ®æi khÝ ¸p. Nh÷ng dao ®éng kÐo dµi chØ x¶y ra khi cã nh÷ng biÕn ®æi lín ®iÒu kiÖn khÝ tîng thñy v¨n cña khu vùc, vÝ dô nh lîng ma, dßng ch¶y nhiÖt ®é, ®é bèc h¬i, tuyÕt tan hoÆc lîng b¨ng bao phñ (Great Lakes Commission 1986), song c¸c yÕu tè nµy l¹i chÞu ¶nh hëng cña nh÷ng biÕn ®æi khÝ hËu toµn cÇu. Ngoµi ra sù vËn ®éng cña líp vá tr¸i ®Êt còng cã thÓ g©y ra nh÷ng biÕn ®æi mùc níc, ch¼ng h¹n sù gi¶m mùc níc ë phÝa t©y cña hå Superior t¹i Duluth do vËn ®éng n©ng cña vá tr¸i ®Êt phÝa ®«ng nhanh h¬n phÝa t©y tíi 25cm/ thÕ kû. Vai trß cña thùc vËt thñy sinh vµ cña con ngêi ®Òu lµ nh÷ng yÕu tè cã ¶nh hëng kh«ng nhá tíi nh÷ng biÕn ®æi phøc t¹p cña mùc níc trong hå. V× vËy viÖc x¸c ®Þnh mùc níc trung b×nh cho hå lµ rÊt khã kh¨n cho nªn c«ng t¸c dù b¸o níc d©ng còng khã cã thÓ thùc hiÖn. 2-5. C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn ®Þa chÊt ®íi bê Bê biÓn lµ khu vùc thêng xuyªn biÕn ®éng do nh÷ng thay ®æi phøc t¹p cña c¸c qóa tr×nh ®éng lùc, ®iÒu nµy thÓ hiÖn rÊt râ ë tÊt c¶ c¸c vïng biÓn trªn thÕ giíi. C¸c yÕu tè quyÕt ®Þnh h×nh th¸i ®êng bê vµ b¶o toµn chóng rÊt ®a d¹ng bao gåm ®Þa lý, vËt lý, sinh häc vµ ho¹t ®éng cña con ngêi. C¸c tÇng ®¸, c¸c thÓ trÇm tÝch ®îc h×nh thµnh trong nhiÒu thêi kú cæ ®Þa chÊt ®· t¹o nªn cÊu tróc ®Þa chÊt nÒn mãng cña ®íi bê hiÖn ®¹i. Tr¶i qua thêi gian, nh÷ng dÊu Ên cña cÊu tróc cæ dÇn dÇn bÞ ph¸ hñy bëi c¸c qóa tr×nh vËt lý, sau ®ã lµ qóa tr×nh bµo mßn vµ ph¸ hñy bÒ mÆt. Dùa vµo lùc t¸c ®éng, ngêi ta ph©n lµm hai lo¹i: c¸c qóa tr×nh tøc thêi lµ nh÷ng ho¹t ®éng ng¾n nhng x¶y ra liªn tôc nh sãng, thñy
triÒu; c¸c qóa tr×nh dµi lµ nh÷ng biÕn ®æi toµn cÇu cã ¶nh hëng trªn quy m« thêi gian lín. B¶ng 2-2 : B¶ng ph©n lo¹i c¸c d¹ng sè liÖu thñy triÒu vµ ®Þnh nghÜa liªn quan, Yaquina Bay, Oregon1 M· nhãm Tªn sè liÖu vµ ®Þnh nghÜa 4.42 Mùc triÒu cao cùc trÞ: lµ vÞ trÝ cao nhÊt mµ thñy triÒu ®¹t cã thÓ ®¹t tíi, gi¸ trÞ nµy b»ng tæng gi¸ trÞ mùc níc triÒu cao theo dù b¸o vµ mùc níc cao nhÊt ®îc ghi nhËn khi cã b·o, c¸c hiÖn tîng nµy cã chu kú trë l¹i rÊt dµi. ë mét vµi khu vùc gi¸ trÞ nµy cßn liªn quan ®Õn c¸c ho¹t ®éng cña dßng ch¶y do ¶nh hëng cña lîng mua trong lùc ®Þa. Gi¸ trÞ triÒu cao cùc trÞ ®îc sö dông cho viÖc thiÕt kÕ cÇu c¶ng 3.85 Mùc níc triÒu cao theo quan tr¾c: lµ kÕt qña triÒu cao nhÊt quan tr¾c tõ c¸c tr¹m ®o ®¹c 3.14 Mùc níc triÌu cao theo dù b¸o : lµ kÕt qña tÝnh to¸n theo b¶ng thñy triÒu 2.55 Mùc trung b×nh cña níc cêng cao: lµ ®é cao trung b×nh cña mùc níc cêng cao ®îc ®o ®¹c trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, theo chu kú thiªn v¨n cña mÆt tr¨ng tõ 28 ngµy ®Õn 18,6 n¨m. Qu·ng thêi gian ®îc lùa chän phô thuéc vµo møc ®é chi tiÕt cÇn thiÕt. Nguån sè liÖu nµy thêng ®îc sö dông cho c¸c b¶n ®å kh¶o s¸t Quèc gia ®Ó ®¶m b¶o an toµn hµng h¶i theo yªu cÇu. 2.32 Mùc triÒu cao trung b×nh: lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña mùc níc triÒu cao theo quan tr¾c, bao gåm gi¸ trÞ níc cêng cao vµ níc cêng thÊp ®îc ghi nhËn hµng ngµy theo mét chu kú triÒu. C¸c gi¸ trÞ nµy ®îc xem lµ ranh giíi ph©n ®Þnh gi÷a phÇn lôc ®Þa ngËp níc vµ phÇn b·i triÒu vµ ®îc sö dông cho viÖc thµnh lËp c¸c s¬ ®å ®Þa. 1.40 Mùc níc triÒu trung b×nh: lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c mùc níc kh¸c nhau, bao gåm c¸c gi¸ trÞ triÒu cao vµ triÒu thÊp. So s¸nh mùc níc triÒu trung b×nh víi mùc níc biÓn trung b×nh vµ mùc níc trung b×nh khu vùc sÏ cho thÊy tÝnh bÊt ®èi xøng cña thñy triÒu trong khu vùc. 1.37 Mùc níc trung b×nh ®Þa ph¬ng: lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña mùc níc t¹i mét tr¹m quan s¸t nµo ®ã, sè liÖu ®îc ghi nhËn theo tõng giê. 1.25 Mùc níc biÓn trung b×nh: lµ cao ®é chuÈn dùa trªn c¸c sè liÖu ®o ®¹c liªn tôc ®îc thu thËp trong kho¶ng thêi gian mét vµi n¨m t¹i c¸c tr¹m quan tr¾c ph©n bè däc theo bê biÓn phÝa ®«ng cña níc Mü vµ Canada. §©y lµ cao ®é chuÈn Sea Level Datum 1929, hiÖu chØnh 1947. Cao ®é chuÈn nµy thêng ®îc sö dông chÝnh thøc cho c¸c nghiªn cøu vÒ sù biÕn ®æi mùc níc. 0.47 Mùc triÒu thÊp trung b×nh: lµ gi¸ trÞ trung b×nh mùc níc rßng theo kÕt qu¶ quan tr¾c hµng ngµy, trong ®ã bao gåm gi¸ trÞ ®o ®¹c mùc níc rßng thÊp vµ cao trong mét chu kú triÒu. §©y lµ ®êng ph©n biÖt gi÷a b·i triÒu vµ vïng ngËp níc. 0.00 Mùc trung b×nh níc rßng thÊp: lµ gi¸ trÞ trung b×nh mùc níc rßng thÊp ®îc ghi nhËn trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh. Cao ®é chuÈn nµy ®îc sö dông cho viÖc vÏ h¶i ®å vïng bê biÓn Th¸i B×nh D¬ng. -88 Mùc triÒu thÊp theo dù b¸o: lµ mùc níc triÒu thÊp nhÊt theo b¶ng thñy triÒu.
-96 Mùc triÒu thÊp theo quan tr¾c: lµ mùc níc triÒu thÊp nhÊt quan s¸t trªn thùc tÕ. -1.07 Mùc triÒu thÊp cùc trÞ: lµ gi¸ trÞ theo tÝnh to¸n ®îc sö dông trong H¶i qu©n vµ ho¹t ®éng cña c¸c bÕn c¶ng. 1 KÕt qu¶ nghiªn cøu trong 6 n¨m cña Trung t©m khoa häc biÓn, trêng ®¹i häc Oregon Nguån : Oregon (1973) H×nh 2-4 : §å thÞ biÓu diÔn mùc thuû triÒu cña vÞnh Yaquina, Oregon (dùa trªn kÕt qu¶ quan s¸t trong 6 n¨m). Theo ®Þnh nghÜa, ®iÓm 0 ®îc lÊy theo mùctrung b×nh níc rßng (theo Oregon, 1973) a. CÊu t¹o ®Þa chÊt vµ h×nh th¸i ®Þa m¹o1 (1 h×nh th¸i ®Þa m¹o lµ nh÷ng nghiªn cøu vÒ ®Æc ®iÓm h×nh th¸i tù nhiªn vµ c¸c d¹ng ®Þa h×nh trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt, trong ®ã bao gåm c¶ phÇn lôc ®Þa vµ phÇn ®¸y biÓn) T¹i vïng ven bê, c¸c tÇng ®Þa chÊt bªn díi cã ý nghÜa quyÕt ®Þnh tíi h×nh th¸i bÒ mÆt, kiÓu trÇm tÝch vµ ®é dèc cña khu vùc. Ngoµi t¸c ®éng cña c¸c qóa tr×nh vËt lý (sãng, thñy triÒu), sinh häc vµ ho¹t ®éng cña con ngêi, vÒ c¬ b¶n cÊu t¹o ®Þa chÊt vïng bê vÉn phô thuéc vµo yÕu tè th¹ch häc vµ kiÕn t¹o. VÊn ®Ò nµy sÏ ®îc tiÕp tôc bµn luËn ë nh÷ng phÇn sau. (1) Th¹ch häc lµ kh¸i niÖm liªn quan ®Õn ®Æc tÝnh cña c¸c lo¹i ®¸ vµ trÇm tÝch cÊu thµnh nªn ®íi bê hiÖn ®¹i. §ã lµ c¸c th«ng sè vÒ ®é bÒn cña ®¸ ®èi víi
qu¸ tr×nh ¨n mßn, ®é hoµ tan cña kho¸ng vËt vµ møc ®é g¾n kÕt. §iÒu nµy thÓ hiÖn rÊt râ gi÷a c¸c khu bê cã cÊu t¹o ®¸ gèc kh¸c nhau. §èi víi c¸c vËt liÖu kÐm kÕt dÝnh vai trß cña c¸c qóa tr×nh ®éng lùc ven bê cã t¸c ®éng rÊt lín, chóng sÏ ®îc chän läc ph©n lo¹i, ph©n dÞ vµ tr¹m træ thµnh h×nh d¹ng c©n b»ng ®éng víi tr¹ng th¸i n¨ng lîng riªng. (2) Bê g¾n kÕt ®îc h×nh thµnh trªn c¸c ®¸ g¾n kÕt cã cÊu t¹o bëi c¸c kho¸ng vËt r¾n, ®é kÕt dÝnh cao. T¹i khu bê cã cÊu tróc nµy, d¹ng ®Þa h×nh phæ biÕn lµ ®åi nói, v× vËy qóa tr×nh xãi mßn lu«n chiÕm u thÕ. Víi c¸c bê ®¸, møc ®é ph¸ hñy do qóa tr×nh phong hãa vµ bµo mßn phô thuéc vµo ®é g¾n kÕt cña chóng. Tïy thuéc vµo lo¹i h×nh phong hãa (hãa häc hay c¬ häc), ®é cøng, ®é hßa tan cña thµnh phÇn kho¸ng vËt, xi m¨ng kÕt dÝnh, ®é xèp vµ ®iÒu kiÖn khÝ hËu khu vùc mçi lo¹i ®¸ cã møc ®é bÒn v÷ng riªng. Ngoµi ra c¸c ®Æc ®iÓm vÒ ®Þa tÇng, thí chÎ, híng ®æ còng cã ý nghÜa rÊt lín trong viÖc quyÕt ®Þnh cÊu tróc h×nh th¸i cña khu bê (h×nh 2-6). C¸c vÝ dô minh häa cã thÓ thÊy ë vïng bê biÓn cña Lakes Superoir, Huron, Ontario, ®êng bê ë ®©y cã cÊu t¹o bëi lo¹i ®¸ r¾n ch¾c thÓ hiÖn râ cÊu t¹o cña nÒn ®Þa chÊt - Phong hãa c¬ häc lµ qóa tr×nh ph¸ hñy c¸c ®¸ mµ kh«ng lµm thay ®æi thµnh phÇn hãa häc vµ kho¸ng vËt cña chóng. Qu¸ tr×nh nµy x¶y ra do sù dao ®éng nhiÖt ®é gi÷a ngµy vµ ®ªm (g©y ra sù co d·n liªn tôc trong c¸c ®¸), sù kÕt tinh cña muèi vµ níc trong thµnh phÇn kho¸ng vËt, sù biÕn ®æi cña thêi tiÕt gi÷a c¸c mïa, sù nÐn Ðp vµ ho¹t ®éng cña sinh vËt. - Phong hãa hãa häc lµ qóa tr×nh ph¸ hñy do sù thay ®æi thµnh phÇn hãa häc cña ®¸ bëi c¸c c¬ chÕ thñy ph©n, hoµ tan, hydrat hãa, oxy hãa-khö, cacbonat vµ nh÷ng ph¶n øng sinh hãa kh¸c. B¶ng 2-3: Sè liÖu mùc níc thÊp trong c¸c hå vµ c¶ng theo IGLD 1955 vµ IGLD 1985 VÞ trÝ Sè liÖu mùc níc thÊp (m) IGLD 1955 IGLD 1985 Hå Superior 182.9 183.2 Hå Michigan 175.8 176.0 Hå Huron 175.8 176.0 Hå St. Clair 174.2 174.4 Hå Erie 173.3 173.5 Hå Ontario 74.0 74.2 Hå St. Lawrence ë Long Sault, Ontario 72.4 72.5 Hå St. Francis ë Summerstown, Ontario 46.1 46.2 Hå St. Louis ë pointe Claire, QuÐbec 20.3 20.4 C¶ng MontrÐal ë Jetty Number1 5.5 5.6 Nguån : Uû ban qu¶n lý sè liÖu thñy lùc Great Lake (1992)
(b) Bê kÐm g¾n kÕt, kh¸c víi bê g¾n kÕt, t¹i vïng bê kÐm g¾n kÕt c¸c qu¸ tr×nh xãi lë vµ båi tô lu«n chiÕm u thÕ, nhÊt lµ ë khu vùc båi tô cöa s«ng vµ vïng ®ång b»ng ven biÓn. KiÓu bê nµy thêng cã ®êng bê b»ng ph¼ng Ýt khóc khuûu do qu¸ tr×nh xãi lë, båi tô vµ l¾ng ®äng trÇm tÝch lµm c¸c mòi ®Êt bÞ bµo mßn, c¸c doi c¸t ®îc h×nh thµnh vµ xuÊt hiÖn vòng vÞnh khi cã ®¶o ch¾n. Däc theo ®íi ven bê lu«n tån t¹i c¸c nguån trÇm tÝch lín, díi t¸c ®éng cña sãng vµ dßng ch¶y m«i trêng trÇm tÝch bÞ x¸o trén liªn tôc khiÕn c¸c ®¬n vÞ h×nh th¸i vïng ven bê biÕn ®æi nhanh chãng. H×nh 2-7 m« pháng c¸c d¹ng ®Þa h×nh ®îc h×nh thµnh trong m«i trêng trÇm tÝch vïng bê g¾n kÕt yÕu. Tiªu biÓu cho kiÓu bê nµy lµ vïng bê §¹i T©y D¬ng vµ ven vÞnh Mexico cña níc Mü (ngo¹i trõ mét sè Ýt khu vùc cã kiÓu bê ®¸ gièng ë New England). H×nh 2-5: Mèi t¬ng quan mùc níc gi÷a c¸c hå theo cao ®é chuÈn (®iÓm 0) cña IGLD 1985 ®Æt t¹i Rimouski, QuÐbec. Gi¸ trÞ mùc níc thÊp tÝnh theo ®¬n vÞ m. (nguån Uû ban qu¶n lý sè liÖu thñy lùc Great Lake, 1992)
H×nh 2-6: MÆt c¾t h×nh th¸i cña c¸c bê g¾n kÕt vµ kÐm g¾n kÒt (nguån Mossa, Meisberger vµ Morang 1992).
H×nh 2-7: C¸c d¹ng ®Þa h×nh dîc h×nh thµnh trong m«i trêng trÇm tÝch ven bê. vïng bê kÐm g¾n kÕt. TrÇm tÝch ë ®©y chñ yÕu lµ c¸c vËt liÖu rêi r¹c (nguån Komar, 1976). (2) YÕu tè kiÕn t¹o lµ c¸c lùc ®îc sinh ra trong vá tr¸i ®Êt vµ líp manti cã kh¶ n¨ng lµm biÕn d¹ng, ph¸ hñy ®íi bê vµ thµnh t¹o c¸c vËt liÖu míi. DÊu hiÖu cña chóng trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt lµ c¸c ®øt g·y, uèn nÕp (bao gåm nÕp låi vµ nÕp lâm) (h×nh 2-8) vµ c¸c chuyÓn ®éng n©ng tråi hoÆc sôt lón trªn quy m« lín. Mét vÝ dô ®iÓn h×nh lµ vïng bê biÓn phÝa t©y cña níc Mü, cÊu tróc ®íi bê ë ®©y thÓ hiÖn rÊt râ ¶nh hëng cña c¸c ho¹t ®éng kiÕn t¹o, v× vËy ®êng bê cã h×nh th¸i kh¸c h¼n víi phÇn phÝa ®«ng n¬i ®îc h×nh thµnh do c¸c qóa tr×nh bµo mßn vµ l¾ng ®äng trÇm tÝch. Theo c¸ch ph©n lo¹i bê biÓn cña Shepards (1973), ®Æc ®iÓm vïng bê n»m trªn c¸c ®øt g·y lµ sên rÊt dèc vµ phÇn ch©n ®Õ n»m s©u díi mùc níc, nguyªn nh©n lµ do nhiÒu khèi t¶ng ®· bÞ ®øt g·y c¾t rêi khái sên bê vµ l¨n xuèng biÓn ®Ó l¹i nh÷ng khèi ®¸ dèc ®øng n»m ven bê (h×nh 2-9). KiÓu bê nµy ®îc t×m thÊy ë vïng biÓn California, do ho¹t ®éng cña c¸c ®øt g·y khèi t¶ng nh Inglewood-Rose, mét ®íi ®Þa hµo ®· ®îc h×nh thµnh n»m gi÷a vÞnh Newport vµ San Diego, c¸nh cña ®Þa hµo lµ nh÷ng bËc thÒm biÓn ®· ®îc n©ng lªn víi c¸c v¸ch biÓn dùng ®øng cßn lu l¹i nh÷ng hãa th¹ch minh chøng cho c¸c thêi kú ho¹t ®éng kiÕn t¹o kh¸c nhau ®· diÔn ra liªn tôc trong mét thêi gian dµi (Orme 1985). (3) Bê nói löa, nh chóng ta ®· biÕt, khi nói löa phun trµo, c¸c dßng dung nham sÏ lan to¶ trªn mÆt ®Êt t¹o thµnh c¸c gèi dung nham chång lªn nhau, nhng khi chóng bïng næ th× toµn bé khèi nói sÏ bÞ sôp ®æ nhanh chãng vµ cã thÓ ®Ó l¹i nh÷ng vÕt lâm lín trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt t¹o thµnh c¸c bån tròng s©u. V× vËy, ë nh÷ng vïng bê cã ho¹t ®éng nói löa, ®êng bê thêng cã h×nh d¹ng låi lâm (Shepard 1973). KiÓu ®êng bê nµy kh¸ phæ biÕn ë nh÷ng quÇn ®¶o nói löa nh Aleut (h×nh 2-10). H×nh th¸i ®Þa m¹o cña chóng sÏ ®îc m« t¶ chi tiÕt ë ch¬ng 3. b. C¸c qóa tr×nh ®éng lùc tÇn sè cao Lµ c¸c qóa tr×nh cung cÊp nguån n¨ng lîng cho ®íi bê theo chu kú lÆp ®i lÆp l¹i hoÆc liªn tôc. Trong bÊt cø mét cuéc ®iÒu tra kh¶o s¸t nµo, vÊn ®Ò nµy lu«n ®îc xem xÐt nghiªm tóc v× nã liªn quan ®Õn mét lo¹t c¸c ho¹t ®éng diÔn ra ë ven bê nh xãi mßn, di chuyÓn vµ l¾ng ®äng trÇm tÝch, ®ång thêi chóng còng lµ nguyªn nh©n lµm biÕn ®æi c¸c d¹ng ®Þa h×nh ven bê vµ nh÷ng dao ®éng tøc thêi cña mùc níc biÓn. Sù biÕn ®æi dµi h¹n cña mùc níc biÓn ®îc xem xÐt trong môc 2-6 (1) Sãng (a) Sãng biÓn (sãng träng lùc) lµ nguån n¨ng lîng chñ yÕu sinh ra c¸c qóa tr×nh ®éng lùc ven bê ë c¸c vïng bê biÓn hë. Theo cuèn “Híng dÉn b¶o vÖ bê biÓn”, t¹i vïng ®íi bê sãng biÓn cã mét vai trß rÊt quan träng : - Nã lµ mét trong nh÷ng yÕu tè chÝnh quyÕt ®Þnh h×nh th¸i vµ thµnh phÇn cÊu t¹o cña bê biÓn. C¸c nghiªn cøu vÒ sãng cã ý nghÜa lín trong c«ng t¸c lËp
quy ho¹ch, thiÕt kÕ cÇu c¶ng, giao th«ng trªn biÓn vµ gióp t×m ra c¸c gi¶i ph¸p ®Ó b¶o vÖ bê biÓn vµ nh÷ng ho¹t ®éng liªn quan ®Õn ®íi bê. C¸c sãng chuyÓn ®éng trªn mÆt níc chñ yÕu tiÕp nhËn nguån n¨ng lîng cña giã, tuy nhiªn phÇn lín nguån n¨ng lîng nµy sÏ bÞ tiªu tan ë vïng gÇn bê vµ trªn c¸c b·i biÓn. - C¸c con sãng lµ nguån cung cÊp n¨ng lîng chÝnh cho c¸c qóa tr×nh sau: h×nh thµnh c¸c b·i biÓn ph©n dÞ trÇm tÝch trªn sên bê ngÇm, vËn chuyÓn trÇm tÝch däc bê, xa bê vµ däc bê. Ngoµi ra ho¹t ®éng cña sãng cßn g©y ra nh÷ng lùc ph¸ huû cã kh¶ n¨ng t¸c ®éng tíi c¸c c«ng tr×nh t¹i ®íi bê. §Ó nghiªn cøu b¶n chÊt c¸c qóa tr×nh vËt lý c¬ b¶n liªn quan ®Õn sãng vµ sù lan truyÒn cña chóng, chóng ta cÇn ph¶i t×m hiÓu râ c¬ chÕ chuyÓn ®éng cña c¸c ph©n tö níc trong khu vùc ven bê. §©y ®îc xem lµ yªu cÇu tiªn quyÕt ®èi víi ho¹t ®éng qu¶n lý, quy ho¹ch vµ thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh ven bê. (b) N¨ng lîng vïng ven bê xuÊt hiÖn trªn mét d¶i tÇn sè réng trong ®ã sãng träng lùc n»m trong giíi h¹n tõ 1 - 30 gi©y (h×nh 2-11). Nh÷ng con sãng xuÊt hiÖn do t¸c ®éng cña giã ®Þa ph¬ng trong khu vùc thêng cã chu kú ng¾n h¬n 5 hoÆc 6 gi©y, ®îc gäi lµ sãng giã. Nh÷ng con sãng cã chu kú dµi vµ ®Òu h¬n, cã kh¶ n¨ng vuît ra ngoµi vïng xuÊt hiÖn ®îc gäi lµ sãng cêng, so víi sãng giã, sãng b·o cã ngän sãng dÑt h¬n. Sãng sinh ra c¸c dßng ch¶y cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn trÇm tÝch ra xa bê hoÆc vµo gÇn bê hoÆc song song víi bê. (c) ChÕ ®é sãng nãi chung thay ®æi theo mïa, v× vËy tr¾c diÖn cña bê biÓn còng bÞ biÕn ®æi theo. Vµo mïa ®«ng, däc theo vïng bê biÓn cña California vµ mét vµi n¬i kh¸c, cã thÓ quan s¸t thÊy qóa tr×nh xãi lë bê m¹nh mÏ cña sãng biÓn, c¸c vËt liÖu xãi mßn sau ®ã ®îc vËn chuyÓn tíi phÇn trªn cña sên bê ngÇm, gÆp ®iÒu kiÖn thuËn lîi chóng tÝch ®äng h×nh thµnh doi c¸t ngÇm. §Õn mïa hÌ, khi khÝ hËu b¾t ®Çu trë nªn «n hßa vµ Êm h¬n, nh÷ng con sãng sÏ l¹i ®a nh÷ng vËt liÖu bµo mßn trë l¹i bê båi tô nh÷ng n¬i xung yÕu t¹o nªn c¸c b·i c¸t (Bascom 1964). (d) Do giíi h¹n néi dung cña cuèn s¸ch, trong phÇn nµy chóng t«i kh«ng ®i s©u vµo tr×nh bµy nh÷ng nghiªn cøu chi tiÕt vÒ sãng biÓn. NÕu b¹n ®äc muèn t×m hiÓu thªm vÒ vÊn ®Ò nµy, xin ®îc giíi thiÖu cuèn “Sãng biÓn vµ Bê biÓn” cña Bascom, 1964. Nh÷ng m« t¶ kh¸i qóat vÒ c¬ chÕ ho¹t ®éng cña sãng biÓn sÏ ®îc ®Ò cËp ë phÇn EM 1110-2-1502, ngoµi ra ®éc gi¶ cã thÓ t×m ®äc c¸c cuèn s¸ch cña Kinsman (1965), Horikawa (1988) vµ Le MÐhautÐ (1976). Ph¬ng ph¸p xö lý vµ sö dông sè liÖu sãng vµ mùc níc sÏ ®îc tr×nh bµy trong phÇn EM 1110-2- 1414. C¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn viÖc ®¸nh gi¸ chÊt lîng sè liÖu sãng ®èi víi nh÷ng ngêi sö dông sÏ ®îc ®Ò cËp ë ch¬ng 5 cña cuèn s¸ch. (2) Thñy triÒu (a) Mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chÝnh lµm biÕn ®æi mùc níc biÓn lµ do hiÖn tîng thñy triÒu thiªn v¨n. Thñy triÒu lµ hiÖn tîng n©ng lªn vµ h¹ xuèng cã chu kú cña mùc níc do ¶nh hëng cña c¸c lùc hót gi÷a tr¸i ®Êt, mÆt tr¨ng vµ mÆt trêi. Nh chóng ta ®· biÕt, tr¸i ®Êt cña chóng ta kh«ng hoµn toµn lµ biÓn vµ
®¹i d¬ng cho nªn nh÷ng dao ®éng triÒu theo chu kú ë mçi mét n¬i l¹i kh¸c nhau vµ phô thuéc vµo c¸c chu kú dao ®éng tù nhiªn cña thñy vùc chøa níc (Komar 1976). Dùa vµo chu kú dao ®éng, thuû triÒu ®îc ph©n lµm 3 lo¹i : nhËt triÒu (mét lÇn níc lªn vµ níc xuèng trong ngµy), b¸n nhËt triÒu (hai lÇn níc lªn níc xuèng trong ngµy), thñy triÒu hçn hîp (hai lÇn níc lªn níc xuèng víi ®é cao cña mùc triÒu kh¸c nhau) (h×nh 2-12). ë khu vùc ®íi bê, do cã sù ®a d¹ng vÒ ®Þa h×nh, ®é s©u, kiÓu trÇm tÝch vµ c¸c líp biªn nªn thñy triÒu t¹i c¸c vïng bê diÔn biÕn rÊt phøc t¹p. Dùa vµo c¸c h»ng sè ®iÒu hßa thiªn v¨n, ngêi ta cã thÓ dù ®o¸n ®é cao cña thñy triÒu. Hµng n¨n Côc kh¶o s¸t BiÓn Quèc gia ®Òu cho ra ®êi c¸c cuèn “b¶ng thñy triÒu” cña phÇn b¸n cÇu T©y (phô lôc F). §Ó tù trang bÞ thªm c¸c kiÕn thøc ®¹i c¬ng vµ lý thuyÕt vÒ thñy triÒu, ®äc gi¶ cã thÓ t×m ®äc c¸c cuèn s¸ch gi¸o khoa vÒ vËt lý biÓn nh cña Von Arx (1962) hay Knauss (1978), c¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch thñy triÒu cña Dronkers (1964) vµ Godin (1972) (b) §èi víi c¸c qóa tr×nh ®Þa chÊt ven bê, thñy triÒu cã vai trß quan träng gÊp 3 lÇn. Thø nhÊt, nã ¶nh hëng gi¸n tiÕp th«ng qua c¸c dao ®éng cña mùc níc ®Õn c¸c vïng bê chÞu t¸c ®éng cña n¨ng lîng sãng. T¹i nh÷ng vïng cã dao ®éng triÒu lín, ®é chªnh lÖch gi÷a hai con níc (níc lín vµ níc rßng) cã thÓ ®¹t tíi 10m vµ sù di chuyÓn ®êng bê cã thÓ ®¹t tíi vµi km. HiÖn tîng nµy cã ý nghÜa lín vÒ mÆt sinh häc do hÖ sinh th¸i cña c¸c b·i triÒu phô thuéc vµo sè lÇn ngËp vµ ph¬i cña chóng. Theo quan ®iÓm ®Þa chÊt, c¸c dao ®éng triÒu cã ¶nh hëng ®Õn sù h×nh thµnh, tån t¹i vµ ph¸t triÓn cña c¸c b·i triÒu. (c) Thø hai, c¸c dßng triÒu b¶n th©n chóng còng cã kh¶ n¨ng g©y xãi mßn vµ vËn chuyÓn trÇm tÝch, cµng gÇn bê dßng triÒu trë nªn m¹nh h¬n vµ chóng chiÕm vai trß quan träng trong hoµn lu cña khu vùc. Do tÝnh chÊt xoay chiÒu cña sãng thñy triÒu ë nhiÒu khu vùc (nhÊt lµ c¸c biÓn néi lôc vµ biÓn kÝn), c¸c dßng ch¶y sinh ra khi triÒu lªn vµ triÒu xuèng thêng theo nh÷ng híng kh¸c nhau, sinh ra c¸c chuyÓn ®éng d liªn quan tíi qóa tr×nh vËn chuyÓn vµ l¾ng ®äng trÇm tÝch (Carter 1988). T¹i c¸c vïng cöa s«ng hay l¹ch triÒu, sù bÊt ®èi xøng trong kh«ng gian cña triÒu lªn vµ triÒu xuèng cã thÓ g©y ra qóa tr×nh vËn chuyÓn tÞnh cña níc vµ trÇm tÝch. (d) Thø ba, thñy triÒu t¹o ra qóa tr×nh lu th«ng níc trong vÞnh triÒu, ngay c¶ ë nh÷ng vïng bê biÓn cã thñy triÒu thÊp nh vÞnh Mexico, ngêi ta vÉn t×m thÊy c¸c vÞnh triÒu. §©y lµ mét qóa tr×nh kh¸ quan träng bëi nã liªn quan ®Õn sù ng¾t qu·ng vµ ®æi híng cña c¸c l¹ch triÒu ®ång thêi h×nh thµnh nªn c¸c b·i triÒu ngÇm ven bê. Sù trao ®æi cña níc trong c¸c vÞnh cã ý nghÜa lín ®èi víi c¸c chu tr×nh sèng cña nhiÒu loµi sinh vËt biÓn.
H×nh 2-11: Sù ph©n bè n¨ng lîng sãng trªn ®¹i d¬ng (Kinsman 1965) (3) Sù ph©n lo¹i ®êng bê theo nguån gèc n¨ng lîng (a) Davies (1964) d· ¸p dông c¸ch ph©n lo¹i nµy cho c¸c vïng bê biÓn kh¸c nhau dùa trªn c¸c dao ®éng thñy triÒu ®Æc trng. Trªn c¬ së sù ph©n lo¹i cña Davies, Hayes (1979) ®· ph¸t triÓn vµ ph©n chia thµnh 5 lo¹i triÒu ®Æc trng cho ®íi ven bê : TriÒu nhá : 5m - Tuy nhiªn, c¸ch ph©n lo¹i nµy chØ phï hîp víi vïng bê cã n¨ng lîng sãng yÕu vµ bê båi tô (b) Nh ®· nãi ë trªn, sãng ®îc xem lµ mét trong nh÷ng nguån n¨ng lîng quan träng chi phèi sù biÕn ®æi h×nh th¸i ®êng bê, do vËy c¸c nhµ nghiªn cøu ®· cè g¾ng ®a yÕu tè nµy vµo xem xÐt trong qóa tr×nh ph©n lo¹i ®êng bê. Theo ®ã, dùa vµo mèi t¬ng quan gi÷a dao ®éng thñy triÒu víi chiÒu cao trung b×nh cña sãng, c¸c nhµ khoa häc ®· ®a ra 5 kiÓu ®êng bê (h×nh 2-13) (Nummerdal vµ Fischer 1978; Hayes 1979; Davis vµ Hayes 1984). - KiÓu 1 : §êng bê cã chÕ ®é thñy triÒu chiÕm u thÕ (cao) - KiÓu 2 : §êng bê cã chÕ ®é thñy triÒu chiÕm u thÕ (thÊp) - KiÓu 3: §êng bê cã nguån n¨ng lîng hçn hîp (trong ®ã n¨ng lîng thñy triÒu chiÕm u thÕ) - KiÓu 4 : §êng bê cã nguån n¨ng lîng hçn hîp (trong ®ã n¨ng lîng sãng chiÕm u thÕ)
- KiÓu 5 : §êng bê cã chÕ ®é sãng chiÕm u thÕ (c) Theo c¸ch ph©n lo¹i trªn, c¸c vïng ®¶o ven bê ®îc xÕp vµo kiÓu 3, trong ®ã thñy triÒu chiÕm u thÕ, chó ý r»ng, lo¹i bê nµy bao trïm c¸c d¶i sãng vµ thñy triÒu kh¸c nhau. Trªn thùc tÕ, ë quy m« n¨ng lîng nhá vÉn lu«n tån t¹i sù c©n b»ng máng manh gi÷a c¸c lùc, vµ sù ph©n lo¹i theo mèi t¬ng quan n¨ng lîng gi÷a sãng vµ thñy triÒu nh×n chung kh«ng cã sù kh¸c biÖt lín vÒ c¸c th«ng sè liªn quan. Ngoµi ra, c¸c l¹ch triÒu ®«i khi còng ®îc ph©n lo¹i theo c¸ch nµy. (d) Theo nhiÒu nghiªn cøu kh¸c nhau ®îc thùc hiÖn sau ®ã, ph¬ng ph¸p ph©n tÝch dùa trªn ®Æc ®iÓm sãng vµ thñy triÒu cña khu vùc cßn cha ®Çy ®ñ bëi ngoµi c¸c yÕu tè thñy lùc, h×nh th¸i ®êng bê vµ tÝnh chÊt ho¹t ®éng cña c¸c l¹ch triÒu cßn phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nh (Davis vµ Heyes 1984; Nummerdal vµ Fischer 1978): - CÊu t¹o ®Þa chÊt vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn - ThÓ tÝch triÒu - Nguån trÇm tÝch - ¶nh hëng cña dßng ch¶y s«ng - §é s©u cña c¸c vÞnh biÓn - §iÒu kiÖn khÝ tîng vµ ¶nh hëng cña front b·o H×nh 2-12: §å thÞ biÓu diÔn c¸c kiÓu triÒu
(4) KhÝ tîng KhÝ tîng lµ nh÷ng nghiªn cøu vÒ sù biÕn ®æi cña c¸c hiÖn tîng khÝ quyÓn theo kh«ng gian vµ thêi gian. KhÝ hËu lµ c¸c yÕu tè khÝ tîng diÔn ra trong thêi gian dµi t¹i mét khu vùc nµo ®ã ®îc ®¸nh gi¸ dùa trªn nh÷ng sè liÖu thèng kª vµ trung b×nh, vÝ dô nh giã, nhiÖt ®é, ®é Èm, lîng ma, ®é bay h¬i, møc ®é phong hãa hãa häc vµ c¸c tÝnh chÊt cña níc biÓn. C¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu lu«n cã ¶nh hëng trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp tíi ®íi bê, ch¼ng h¹n nh sù h×nh thµnh sãng giã hoÆc sãng b·o (do c¸c c¬n b·o xa hµng ngh×n km). N¨m 1976 Fox vµ Davis ®· giíi thiÖu mét sè m« h×nh thêi tiÕt vµ c¸c qu¸ tr×nh ®éng lùc ®íi bê. Sau ®ã, Ch¬ng tr×nh nghiªn cøu Sãng biÓn (Wave Information Studies Program – WIS) do USACE thùc hiÖn ®· ®a ra nh÷ng ph©n tÝch vÒ trêng giã vµ trêng khÝ hËu trªn biÓn (phô lôc D). N¨m 1988 Hsu ®· tæng quan c¬ së ®¹i c¬ng khÝ tîng ®íi bê. (a) Giã : giã ®îc sinh ra do sù biÕn ®æi ¸p suÊt vµ sù chªnh lÖch theo ph¬ng ngang cña khÝ ¸p kh¸c nhau trong mét khu vùc. Ho¹t ®éng cña giã diÔn ra trªn quy m« kh¸c nhau tõ toµn cÇu ®Õn ®Þa ph¬ng, hoÆc kÐo dµi mét c¸ch æn ®Þnh hoÆc chØ tån t¹i trong mét thêi gian ng¾n khi x¶y ra gi«ng b·o. (b) Nh÷ng t¸c ®éng trùc tiÕp ®ã lµ vai trß t¸c nh©n cña giã trong qóa tr×nh bµo mßn, di chuyÓn vµ tÝch tô trÇm tÝch ë ®íi ven biÓn. Theo Bagnold (1954) gi÷a tèc ®é giã vµ tèc ®é vËn chuyÓn trÇm tÝch cã mèi quan hÖ tØ lÖ, nh÷ng nghiªn cøu ban ®Çu vÒ sù ph©n dÞ vµ ®é lín cña trÇm tÝch ®· cho thÊy, cã hai d¹ng ®Þa h×nh ®íi ven bê lµ s¶n phÈm cña c¸c qóa tr×nh do giã g©y ra. Lo¹i thø nhÊt lµ c¸c cån c¸t ven biÓn, ®©y lµ d¹ng ®Þa h×nh ®îc h×nh thµnh do qóa tr×nh di chuyÓn vµ tÝch ®äng trÇm tÝch cña giã (Pethick 1984), lo¹i nµy cã nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau tuú thuéc vµo mét sè yÕu tè nh kiÓu trÇm tÝch, ®Þa h×nh, híng giã, tèc ®é giã vµ thêi gian thæi. Lo¹i thø hai lµ c¸c d¹ng ®Þa h×nh thæi mßn, thêng xuÊt hiÖn ë c¸c khu vùc cã líp phñ thùc vËt kÐm dÔ chÞu t¸c ®éng bµo mßn cña giã (xem ch¬ng 3). (c) Nh÷ng t¸c ®éng gi¸n tiÕp chÝnh lµ øng suÊt cña giã lªn khèi níc trong biÓn vµ ®¹i d¬ng sinh ra sãng vµ c¸c dßng h¶i lu. (d) Giã ®Êt/biÓn. Sù thay ®æi c¸c lo¹i giã kh¸c nhau trong thêi gian mét ngµy ®ªm lµ do sù chªnh lÖch vÒ nhiÖt ®é gi÷a biÓn vµ lôc ®Þa. Vµo ban ngµy, nhÊt lµ vµo mïa hÌ, nhiÖt ®é trong lôc ®Þa thêng t¨ng nhanh lµm lµm kh«ng khÝ bÞ gi·n në bay lªn cao vµ h×nh thµnh khu vùc cã tÇng ¸p suÊt thÊp so víi tÇng khÝ ¸p trªn biÓn vµ ®¹i d¬ng. Sù chªnh lÖch ¸p suÊt nµy ®· t¹o ra híng giã tõ biÓn thæi vµo lôc ®Þa . §Õn ®ªm, khi nhiÖt ®é trong lôc ®Þa gi¶m th× nhiÖt ®é trªn biÓn vµ ®¹i d¬ng l¹i gi¶m chËm h¬n nªn khèi kh«ng khÝ trªn mÆt biÓn bÞ d©ng cao vµ xuÊt hiÖn híng giã míi thæi tõ lôc ®Þa ra biÓn. Tèc ®é cña nh÷ng c¬n giã nµy Ýt khi lín h¬n 8m/s (15knots) v× vËy chóng kh«ng cã ¶nh hëng nhiÒu tíi h×nh th¸i ®êng bê mÆc dï ®«i chç chóng ta vÉn cã thÓ quan s¸t thÊy mét vµi ho¹t ®éng di chuyÓn trÇm tÝch, nhÊt lµ trªn c¸c b·i biÓn, nhng cêng ®é ho¹t ®éng kh«ng ®¸ng kÓ (Komar 1976).