Một trong những vấn đề “nóng bỏng” hiện nay mà các nhà địa chất, cũng như các nhà khoa học chuyên ngành khác, quan tâm là sự dâng lên của mực nước biển.

Để giải thích được hiện tượng này, vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu do các hoạt động của con người tác động gây ra là một hướng giải thích được chấp nhận nhiều nhất. Tuy nhiên, trên quan điểm của nhà địa chất học, sự dâng lên của mực nước biển là một hiện tượng có tính chu kỳ trong lịch sử phát triển của Trái đất.

Chúng ta biết lịch sử phát triển địa chất ngày càng phân dị phức tạp. Trong giai đoạn Đệ Tứ, sự phân dị quan trọng nhất là sự phân dị về cấu trúc địa chất, sự phân dị về địa hình và tạo cho chúng ta các cấu trúc địa chất hiện đại và địa hình hiện đại.

Bên cạnh đó, yếu tố khí hậu cũng phân dị rất mạnh. Chính vì thế đã tạo ra các thời kỳ băng hà và thời kỳ gian băng.

-                     Thời kỳ băng hà có đặc điểm đặc trưng là khí hậu khô, lạnh và mực nước biển hạ thấp.

-                     Thời kỳ gian băng: Khí hậu ẩm và mực nước biển dâng lên.

Như vậy, mực nước biển dao động.

Trong Đệ Tứ, người ta đã xác định được những thời kỳ băng hà:

-                     Giai đoạn sớm nhất là giai đoạn Gund, xảy ra vào Q₁¹ (Pleistocen sớm)

-                     Giai đoạn Milden xảy ra ở Q₁² (đầu Pleistocen giữa)

-                     Giai đoạn Rissơ xảy ra ở cuối Pleistocen giữa

-                     Giai đoạn Vuocmi xảy ra ở Pleistocen muộn, là thời kỳ băng hà lớn nhất, được chia làm 2 phụ giai đoạn:

+ Giai đoạn Vuocmi 1 bao phủ đến 60⁰B

+ Giai đoạn Vuocmi 2

Giữa những thời kỳ băng hà là thời kỳ gian băng, mực nước biển được dâng cao. Tên của thời kỳ đó là tên ghép của hai thời kỳ băng hà trước và sau nó. Cuối cùng là thời kỳ biển tiến Flandrian, sau băng hà Vuocmi, gắn với tuổi Holocen.

          Sự dao động của mực nước biển trong Đệ Tứ gắn liền với những đặc điểm khí hậu.

Sự xuất hiện của loài người cũng là một nhân tố tác động đến môi trường, nhất là với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện nay. Sự tác động đó là có ý thức, làm gia tăng mức độ tác động đến môi trường.

Mặc dù các nhà khoa học trên thế giới đã quan tâm đến vấn đề biến đổi khí hậu từ lâu, nhưng đến đầu thế kỷ XXI mới thu thập được những chứng cứ chứng minh hành vi của con người xâm hại môi trường trái đất, mà cụ thể là nạn phá rừng hoành hành ở nhiều quốc gia; việc sử dụng than đá, dầu hỏa và tốc độ phát triển công nghiệp hóa đã đẩy vào bầu khí quyển nhiều loại khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính là nguyên nhân chính khiến cho trái đất nóng dần lên. Và sau những cuộc hội thảo quốc tế, nhiều nước đã có những động thái tích cực như xây dựng chiến lược, triển khai thực hiện các chương trình hành động quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu.

Tuy nhiên, các nhà khoa học trên thế giới vẫn bày tỏ sự lo ngại khi kết quả quan trắc nhiệt độ cho thấy, chưa bao giờ sự nóng lên toàn cầu của hệ thống khí hậu làm cho băng tuyết tan nhanh  trên diện rộng đã dẫn đến sự dâng cao của mực nước biển.

Dao động của mực nước biển trên thế giới

Theo các báo cáo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới cho thấy, trong vòng một thế kỷ qua, nhiệt độ trung bình tăng 0,74oC, chỉ riêng nửa thế kỷ gần đây, mỗi thập niên nhiệt độ trung bình tăng lên 0,13oC. Từ năm 1980 đến nay, ở vùng Bắc Cực nhiệt độ trung bình tăng 1,5oC, nên lớp băng vĩnh cữu trên đỉnh Bắc bán cầu cũng tăng lên 3oC. Tính theo chuỗi quan trắc từ năm 1850 đến nay, thì 10 năm gần đây là khoảng thời gian nóng nhất

Trở lại với vấn đề băng tuyết tan, thời gian 40 năm (1962-2003) tăng 1,8mm mỗi năm, thì 10 năm cuối của khoảng thời gian nêu trên (1993-2003) mực nước biển trung bình tăng mỗi năm 3,1mm. Các kết quả quan sát từ vệ tinh đã xác định các lớp băng ở Bắc Cực, Nam Cực, Greenland và một số núi băng ở Trung Quốc đã thu hẹp dần do tan chảy bởi sự nóng lên của khí hậu.

Khi nghiên cứu đặc điểm địa chất, địa mạo các vùng ven biển, vùng bờ biển, người ta đều thấy rằng ở các vùng ven bờ đều phụ thuộc những bậc thềm biển nằm trên những vị trí độ cao khác nhau.

VD: Năm 1952, Sôranh (Saurin) đã phát hiện ra một thềm biển cao 80m ở khu vực Phan Rang – Phan Thiết, và ông gọi đó là thềm Mavich.

Những bậc thềm đó rõ ràng liên quan đến mực nước biển. Các đường bờ cổ sắp xếp một cách trật tự theo những mức độ cao nhất định. Nó cũng phản ánh quy luật dao động của mực nước biển và sự phụ thuộc những bậc thềm đó mang tính toàn cầu. Và Kriger (1962) đã đề nghị gọi các bậc thềm đó là loạt thềm thế giới. Sau đó Kaplin cũng thừa nhận sự phụ thuộc đó, mặc dù số liệu và tuổi của chúng có thể khác nhau.

Tuy vậy, tóm lại, các bậc thềm đó được gọi chung là “Loạt thềm thế giới”.

Nơi nghiên cứu điển hình nhất cho loạt thềm thế giới là vùng Địa Trung Hải đã ghi nhận và liên hệ các mực độ cao của thềm nằm trên những vị trí như sau:

-                     Trên độ cao 150m: thềm Calabri (Đầu Đệ Tứ)

-                     Thềm ở độ cao 100m: thềm xixili (Thời kỳ gian băng Đunai – Gund)

-                     Thềm ở độ cao 60m: thềm Milas (Thời kỳ Gund – Milden)

-                     Thềm ở độ cao 32m: thềm Tiren (Thời kỳ Milden – Riss)

-                     Thềm ở độ cao 18m: thềm Monastua chính (Riss – Vuocmi)

-                     Thềm ở độ cao 7.5m: thềm Monastua muộn

Các bậc thềm trên có độ cao tương đối như nhau, nhưng tuỳ thuộc vào chế độ kiến tạo cục bộ thì có thể có những bậc thềm được nâng cao một ít hoặc hạ thấp tương đối một ít. Các chuyển động đó là những chuyển động kiến tạo cục bộ hay còn gọi là chuyển động địa tĩnh (phân biệt với dao động thuỷ tĩnh – hay chân tĩnh – là dao động hoàn toàn liên quan đến khối nước đại dương – evstacia)

Nguyên nhân chính của sự dao động mực nước biển toàn cầu là liên quan đến băng.

Theo tính toán của Voronov (1968): băng hà cực đại trong giai đoạn Rissơ làm cho băng đạt đến khối lượng 98x10⁶km³ và tăng 71.3x10⁶ so với hiện đại. Băng hà hiện đại người ta tính được là 26.66x10⁶km³ – Kulakov – 1976; trong đó, Nam Cực là 23.82x10⁶km³ tương đương với 24x10⁶km³ nước. Nếu khối băng hà này tan ra sẽ làm cho mực nước biển dâng lên 66.3m so với mực nước hiện tại.

Trong băng hà Rissơ, với khối lượng băng lên đến 98x10km³ làm cho mực nước biển hạ thấp ở độ sâu xấp xỉ 188m.

Như vậy, giới hạn tuyệt đối của dao động mực nước biển có thể chấp nhận được là +66m và -188m.

Quy mô của băng hà càng lớn thì mực biển thoái càng sâu và sự ấm lên ở thời kỳ gian băng càng lớn thì mực nước biển càng dâng cao.

Vì vậy, đã tạo ra mối quan hệ chặt chẽ và nhạy cảm giữa khí hậu, băng hà và mực nước biển. Mực nước biển là hệ quả của tác nhân khí hậu và chuyển động kiến tạo. Rõ ràng khối lượng băng ảnh hưởng sự dao động của mực nước đại dương.

Một số nhà khoa học cho rằng, thành tạo băng ở Nam Cực xảy ra khoảng 40 triệu năm về trước, có thể gây ra biển thoái đẳng tĩnh với biên độ gần 60m. Cách đây 10 triệu năm, băng hà Greenland làm cho mực nước đại dương hạ thấp đến 7m. Biên độ hiện nay là khoảng 110m.

Một số nghiên cứu khác (Seiner, 1963) đã đưa ra sơ đồ phản ánh sự hạ thấp liên tục trong Pleistocen từ thềm Calabri có độ cao +180m đến thềm trẻ Flandrian có độ cao +2m

Trong Holocen, các nhà nghiên cứu Faibridge (1960-1961), Shepard (1961), Fisk (1957) đã đưa ra sơ đồ sự dao động của mực nước biển như sau:

Từ những sơ đồ trên, chúng ta thấy rằng sự dao động của mực nước biển có đường hình sin khá phức tạp với những xu hướng là sự gia tăng và dâng cao mực nước biển.

Về tuổi, các bậc thềm cao (thềm gắn với giai đoạn Gund) được hình thành khoảng 800.000 năm về trước. Giai đoạn Gund (590.000năm) biển thoái 120m. Thềm Gund-Milden (530.000năm) biển tiến mang tính chất điều hoà. Thời kỳ Milden sớm (470-500ngàn năm) biển thoái ở độ sâu gần 100m. Thời kỳ Milden muộn (400.000 ngàn năm) biển thoái ở độ sâu 80-135m. Thời kỳ milden-Rissơ biển tiến khá rầm rộ. Thời kỳ Rissơ (230.000năm) biển thoái ở độ sâu 160-180m. Thời kỳ Rissơ-Vuocmi (130-140 ngàn năm) biển tiến cao hơn mực nước biển hiện tại. Thời kỳ băng hà Vuocmi, biển thoái 100-120m và biển tiến +3.5m. Trong Holocen, chúng ta có đợt biển tiến Flandrian.

Trên bình đồ chung toàn thế giới, các bậc thềm được xếp như sau:

-         Thềm Holocen (thềm Flandrian) : dao động từ 0-6m (phổ biến 2-6m)

-         Thềm Rissơ muộn-Vuocmi : dao động 0-70m (trung bình phổ biến 8-30m)

-         Thềm Milden – Rissơ : 14-122m (phổ biến 30-40m)

-         Thềm Gund-Milden: phổ biến 50-60m

-         Thềm Dunai-Gund : 80-100m

-         Thềm Calabri : 150-180m

Độ cao dao động rộng lớn là do liên quan đến chuyển động kiến tạo cục bộ địa phương.

Tóm lại, giai đoạn Đệ Tứ là giai đoạn gắn với sự dao động mực nước biển rõ rệt nhất. Đặc trưng là sự dao động hình sin đã ghi nhận 6 bậc thềm từ độ cao 150 – 180m đến 2m.

Biên độ dao động (tổng hợp) là +66m và -188m.

Biển tiến sau băng hà (Flandrian)

          Là đợt biển tiến xảy ra trong Holocen mang tính chất toàn cầu và quá trình biển tiến này bắt đầu từ khoảng 17.000-18.000 năm về trước. Lúc đó mực nước biển ở độ sâu -90m ÷ -120m.

          Tốc độ dâng của mực nước biển sau băng hà khoảng 9m/1000năm tương đương 9mm/1năm.

          Một số ý kiến cho rằng, sự dâng lên của mực nước biển xảy ra nhanh ở thời kỳ đầu (18.000-6.000năm về trước) với tốc độ gần 9mm/1năm. Vị trí thấp nhất là gần -120m.

          Đến 6.000 năm trở lại đây, tốc độ của nó chậm lại, khoảng 1mm/1năm.

Theo Faibridge và Shepard, tốc độ nâng lên của mực nước biển nhanh ở thời kỳ đầu và từ 5.000-6.000 năm trở lại đây giảm mạnh. Tuy vậy, theo Shepard, thời kỳ biển tiến sau băng hà chưa đạt đến mực nước biển hiện nay. Còn Faibridge cho rằng mực nước biển 6.000 năm về trước cao hơn mực nước biển hiện tại. Số liệu của Faibridge được xác nhận bởi các kết quả nghiên cứu tuổi đồng vị C14 ở Australia, Mexico, TBD. Faibridge chia ra một giai đoạn nâng lên của mực nước biển trong 6.000 năm trở laị đây. Cụ thể, khoảng 5.000 – 3.700 năm trở về trước, mực nước biển vượt quá mực nước biển khoảng 4 – 5m.

Shepard lại cho rằng, sự nâng lên của mực nước biển trong 6.000 năm qua xảy ra với quy mô không lớn, nó liên quan đến sự dao động ven rìa của những khối băng.

Theo Fisle, biển tiến Flandrian kết thúc vào khoảng 5.000 năm trước.

Về vấn đề biển tiến hiện đại liên quan đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Một số ý kiến cho rằng, biển tiến Flandrian đã và đang được nâng lên cho đến tận ngày nay. Để nghiên cứu sự nâng lên của mực nước biển hiện nay thì Pirrassoli (Ý) đã dựa trên số liệu cung cấp từ 1178 trạm đo đạc trên thế giới:

-                     Oslo (Na Uy)        : 1885-1973 là -3.8mm/năm

-                     Nga                       : 1889-1938 là -1.6mm/năm

-                     TBD (Mỹ)             : 1935-1980 là -1.3mm/năm

-                     Asgentina             : 1910-1946 là -1.0mm/năm

Các vùng khác hầu hết đều cho số liệu dương:

-                     Ba Lan                 : 1886-1938 là +1mm/năm

-                     Bangkok               : 1940-1981 là +9.5mm/năm

-                     Đài Loan              : 1904-1943 là +2.2mm/năm

-                     Nhật (Hanasiki)    : 1896-1943 là +4.8mm/năm

-                     Manila                  : 1902-1965 là +1.3mm/năm

-                     Úc                         : 1926-1982 là +2.0mm/năm

     Vì vậy, ông kết luận: hầu hết các bờ biển chuyển động hạ thấp thường xảy ra hơn là nâng lên, sự nâng lên của mực nước biển ứng với sự thay đổi khối lượng nước do băng tan.

     Theo thống kê, người ta thấy rằng, sự nâng lên của mực nước biển ở những vùng vĩ độ thấp (10⁰ - 20⁰ – xích đạo) lớn hơn nhiều so với những vùng ở vĩ độ cao.

Từ những sự tính toán, hiện nay chúng ta có thể chấp nhận giá trị này lên trung bình toàn cầu của mực nước biển là +1.2mm/năm.

     Tuy nhiên, khoảng 50% của sự nâng lên trung bình là kết quả của sự băng tan mà một trong những nguyên nhân băng tan là có sự tham gia của hoạt động nhân sinh, đặc biệt là sự phát triển của các ngành công nghiệp với sự gia tăng của dân số đã gây ra các hiện tượng hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất tăng lên.

Theo tính toán, trong khoảng một thế kỷ qua, nhiệt độ trái đất tăng lên gần 5⁰C, làm băng hai cực tan ra.

Dao động mực nước biển ở Việt Nam và vùng lân cận

          Theo các văn liệu nước ngoài, người ta cũng nhận thấy rằng, khu vực Việt Nam và vùng lân cận đều phụ thuộc các hệ thống thềm biển, và chúng đều liên quan đến dấu vết của biển tiến.

          Ở ven bờ biển đông Trung Quốc, người ta cũng gặp những bờ biển cao 120m; Nhật Bản, Đông Bắc Á phổ biến là thềm biển nằm ở độ cao 90-100m; khu vực biển Hoàng Hải ghi nhận được những bậc thềm có độ cao 74m và 43m cấu tạo bởi những trầm tích đầm phá.

          Ở quần đảo Hoàng Sa, ở độ cao 4m phát hiện thềm biển có tuổi Pleistocen muộn.

          Ở Campuchia cũng gặp thềm mài mòn nguồn gốc biển ở +25m.

          Thềm liên quan đến biển tiến Flandrian, ở Việt Nam, Campuchia : 4-5m, ở Malai : 6m.

          Theo Saurin, 1960, ở thềm lục địa biển Đông, đường bờ biển cổ nhất được phát hiện trong Pleistocen nằm ở độ sâu -479m ở phía đông mũi Ba Làng An cách 78km.

          Theo các văn liệu trong nước, các nhà địa chất như Lưu Tì, Nguyễn Thế Tiệp, Nguyễn Ngọc, Đinh Văn Thuận, Lê Đức An, Hoàng Ngọc Kỹ … cũng đã phân chia một số lần dao động mực nước biển.

Ví dụ:

-                     Đinh Văn Thuận chia 5 đợt biển tiến, biển thoái gắn với 5 chu kỳ trầm tích.

-                     Nguyễn Thế Thôn, 1987 chia ra 5 loạt bậc thềm tương ứng với 4 đợt biển tiến lớn

-                     Nguyễn Minh Tiệp, thềm 75-80m có tuổi Pleistocen gắn với biển tiến trước Đệ Tứ; 40-65m có tuổi Pleistocen trung; 20-30m có tuổi Pleistocen muộn; 10-15m có tuổi cuối Pleistocen muộn; 4-5m và 1.5m có tuổi Holocen.

Kết quả nghiên cứu đề tài về địa chất Đệ Tứ, Nguyễn Địch Dỹ đã chia ra một loạt các bậc thềm ở Đông Bắc, rìa đồng bằng sông Hồng một loạt bậc thềm: 1.5-2.0m; 4m; 10-16m; 25-28m; 55-70m. Ở Bắc Trung Bộ: 1.5-2m; 4m; 10-15m; 20-40m; 60-80m; xấp xỉ 100m.

Lê Đức An, chia ra làm 6 bậc thềm, trong đó có 5 bậc thềm có tuổi khác nhau.

Từ trên, chúng ta thấy trong Đệ Tứ, các thềm biển ở nước ta có 5-6 bậc thềm; độ cao nhất đạt đến 80-100m và chúng đều gắn liền với 5 chu kỳ thành tạo trầm tích.

Dấu vết của mực nước biển trên thềm lục địa có: -479m (Saurin) là các thành tạo rắn chắc; bậc -110m đến -120m (Mtrung -140m) bề mặt là cát sét, một số nơi là cát thô chứa vỏ sò, xác sinh vật tạo thành dải phía Đông bờ biển; bậc -40m đến -60m có tuổi 7.500-7.800 năm; bậc -25m đến -30m thuộc những thành tạo tích tụ, những cồn cát cao từ vài mét đến 10m so với đáy(4.500-4.000m)

Trên lục địa, dấu vết của biển trên Flandrian khá rõ nét với tuổi 4.000-6.000 năm.

Sự dao động của mực nước biển hiện đại được đánh giá bằng những quá trình xói lở - bồi tụ của bờ biển.

Theo Lê Xuân Hồng, dọc bờ biển Việt Nam có 249 đoạn bờ bị xói lở với chiều dài gần 400km (1996)

Mực nước biển có xu hướng tăng trung bình 0.5-1.6mm/năm. Tốc độ nâng lên của mực nước biển nói chung là không lớn, phù hợp với kết quả nghiên cứu của Uỷ ban Môi trường quốc tế.

Tuy vậy, một số trạm đo có tốc độ tăng cao hơn:

-                     Hòn Dấu (1957-1991): mực nước biển dâng cao 2.24mm/năm

-                     Vũng Tàu (1975- ): mực nước biển dâng cao gần 2mm/năm

-                     Quy Nhơn, Đà Nẵng mực nước biển dâng cao gần 1mm/năm

Vấn đề hiện nay là nhiệt độ trái đất nóng lên rất nhanh, sự phá rừng đầu nguồn là gia tăng mực nước biển.

Giáo sư Nguyễn Ngọc Trân cũng bày tỏ mối quan tâm đến việc mực nước biển dâng đã khiến cho  nước mặn ngập sâu hơn vào đất liền ở nhiều tỉnh thuộc đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Ông cho biết: “Nếu với tình hình này mà nước biển cứ tiếp tục dâng lên thì hiện tượng xâm thực sẽ còn phá bờ biển của mình nhiều hơn nữa. Vì vậy cho nên tôi nghĩ không có thừa nếu nói tình trạng xâm thực dọc theo 3,200 cây số bờ biển của mình là rất nghiêm trọng.

Ở xã Hải Lý thuộc Đồng bằng sông Hồng, tỉnh Ninh Bình, bờ biển liên tục bị xâm thực sâu vào trong tới cả trăm mét, nhà thờ cũng bị đánh vỡ.

Tại đồng bằng sông Cửu long có những vùng bị mất đi mỗi năm: như ở cửa Bồ Đề, Mũi Cà mau, mỗi năm như vậy là mất cả hàng chục mét vào phía trong. Đây mới chỉ nói đến tình trạng hiện nay. Nếu mực nước biển dâng mạnh hơn nữa thì tôi nghĩ là sẽ còn nghiêm trọng hơn nữa.”

Theo đánh giá của Chương trình Phát triển Liên hiệp quốc (UNDP), Việt Nam nằm trong số 5 nước đứng đầu thế giới dễ bị tổn thương nhất do biến đổi khí hậu. Nếu mực nước biển tăng 1 mét thì Việt Nam sẽ mất 5% diện tích đất đai, 11% người mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% Tổng Thu nhập Quốc nội (GDP). Nếu mực nước biển dâng lên từ 3 đến 5 mét, "có thể xảy ra thảm họa" ở Việt Nam.

Nếu như mực nước biển dâng lên 1 mét hoặc dưới 1 mét một chút thì ta quyết tâm bảo vệ thứ nhất là dân không phải di dời chỗ ở, thứ hai là sản xuất vẫn đảm bảo được 3,8 triệu hec-ta canh tác hai vụ

Là một nước với hơn 80% dân số sống dựa vào nông nghiệp, Việt Nam cũng nhìn nhận tầm quan trọng trong việc đối phó với tác động của biến đổi khí hậu lên nông nghiệp. Ông Đào Xuân Học, Thứ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn trình bày những chuẩn bị của Việt Nam trước tác động này: “Hàng năm Bộ Nông Nghiệp và Phát triển Nông thôn  đầu tư cho thủy lợi độ 10,000 tỷ đồng. Hiện nay Bộ cũng tập trung vào 3 quy hoạch vào 3 vùng: quy hoạch tổng thể thủy lợi Đồng bằng sông Cửu Long trong điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng, Đồng bằng sông Hồng cũng vậy, rồi Miền Trung cũng thế.

Trong các chương trình hành động, Bộ luôn đề ra mục tiêu đạt tới. Trong báo cáo trình lên chính phủ, tôi đã khẳng định nếu như mực nước biển dâng lên 1 mét hoặc dưới 1 mét một chút thì ta quyết tâm bảo vệ thứ nhất là dân không phải di dời chỗ ở, thứ hai là sản xuất vẫn đảm bảo được 3,8 triệu hec-ta canh tác hai vụ.”

Để đối phó và thích ứng với các tác động của biến đổi khí hậu, năm nay Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam vừa công bố các kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt nam để làm định hướng ban đầu cho các bộ, ngành, địa phương đánh giá tác động có thể có của biến đổi khí hậu lên các lĩnh vực kinh tế, xã hội.

Trên cơ sở đó, các bộ và địa phương sẽ xây dựng và triển khai kế hoạch hành động nhằm thích ứng và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu trong tương lai.

Sao mấy cái hình vẽ nó không thể hiện được trên này nhỉ?