1. Trang Chủ
  2. Địa Lý
  3. Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội ) - Chương 6

Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( Nhà xuất bản đại học quốc gia hà nội ) - Chương 6

đại dương Cổ Và Sự BIếN ĐổI MựC NƯớC BIểN Xét theo thời gian địa chất, các đại dương đều là những đặc điểm địa hình có thời gian tồn tại ngắn trên bề mặt trái đất vì chúng liên tục có sự thay đổi về hình thái và kích thước. Hệ thống các dòng hải lưu chuyển động trong lòng đại dương lại càng bất ổn định hơn nữa, các mô hình dòng chảy hiện tại đều được hình thành trong hoàn cảnh mới. Sự xuất hiện của dòng Gulf Stream không thể trên 100 triệu năm vì khi... CH¦¥NG 6 ®¹i d­¬ng Cæ Vµ Sù BIÕN §æI MùC N

Thể loại Tài liệu miễn phí Địa Lý

Số trang 33

Ngày tạo 8/29/2018 11:44:03 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 2.88 M

Tên tệp

Tải Cấu trúc và các qúa trình hình thành đại dương ( N... (.pdf)

Xem mẫu

  1. CH¦¥NG 6 ®¹i d­¬ng Cæ Vµ Sù BIÕN §æI MùC N¦íC BIÓN XÐt theo thêi gian ®Þa chÊt, c¸c ®¹i d­¬ng ®Òu lµ nh÷ng ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh cã thêi gian tån t¹i ng¾n trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt v× chóng liªn tôc cã sù thay ®æi vÒ h×nh th¸i vµ kÝch th­íc. HÖ thèng c¸c dßng h¶i l­u chuyÓn ®éng trong lßng ®¹i d­¬ng l¹i cµng bÊt æn ®Þnh h¬n n÷a, c¸c m« h×nh dßng ch¶y hiÖn t¹i ®Òu ®­îc h×nh thµnh trong hoµn c¶nh míi. Sù xuÊt hiÖn cña dßng Gulf Stream kh«ng thÓ trªn 100 triÖu n¨m v× khi ®ã vïng b¾c §¹i T©y D­¬ng ch­a ®ñ réng ®Ó t¹o ra mét hÖ thèng hoµn l­u sinh ra nã. C¸c th«ng tin vÒ thêi kú ph¸t triÓn ®¹i d­¬ng cæ (lÞch sö ®¹i d­¬ng thÕ giíi) chñ yÕu ®­îc thu thËp tõ hai nguån nghiªn cøu chÝnh, thø nhÊt lµ nh÷ng nghiªn cøu vÒ h×nh th¸i cña c¸c bån ®¹i d­¬ng dùa trªn c¸c kÕt qña ®o ®¹c tõ tr­êng vµ d÷ liÖu liªn quan, thø hai lµ c¸c nghiªn cøu vÒ trÇm tÝch ®¸y biÓn, n¬i cßn l­u gi÷ l¹i nh÷ng sù kiÖn biÕn ®éng cña líp n­íc phñ n»m trªn qua nhiÒu thêi kú kh¸c nhau trong qóa khø. §©y lµ mét vÊn ®Ò nghiªn cøu kh¸ quan träng v× nã liªn quan ®Õn sù tån t¹i cña c¸c quèc gia cã ®­êng bê biÓn thÊp vµ ®Æc biÖt cã ý nghÜa ®èi víi c¸c ho¹t ®éng khai th¸c dÇu khÝ trªn r×a lôc ®Þa. 6.1. Sù PH¢N Bè cña c¸c lo¹i TRÇM TÝCH BÒ dµy cña c¸c tËp tÇm tÝch h×nh thµnh nªn tÇng ®Þa chÊn 1 trong cÊu tróc líp vá ®¹i d­¬ng cã sù t¨ng dÇn theo kho¶ng c¸ch so víi trôc t¸ch d·n. Cã thÓ gi¶i thÝch nh­ thÕ nµo vÒ ®iÒu nµy? §¬n gi¶n lµ v× cµng xa trôc sèng nói líp vá ®¹i d­¬ng cµng giµ h¬n vµ ®o ®ã thêi gian ®Ó c¸c trÇm tÝch l¾ng ®äng vµ tÝch tô l¹i trªn bÒ mÆt líp vá còng l©u h¬n. T¹i c¸c vïng n»m gÇn trôc sèng nói kÓ c¶ nh÷ng vÕt lâm trªn bÒ mÆt ®Þa h×nh ®ang bÞ chia c¾t m¹nh, c¸c tÇng trÇm tÝch kh«ng bao giê cã bÒ dµy qu¸ mét vµi mÐt. Nh­ng tr¸i l¹i, t¹i c¸c vïng ®ång b»ng biÓn th¼m, bÒ dµy cña líp trÇm tÝch che phñ phÝa trªn t¨ng lªn ®¸ng kÓ tíi 1km hoÆc h¬n n÷a lµ kh¸ phæ biÕn (h×nh 2.19). Riªng khu vùc ®íi thÒm - s­ên - ch©n lôc ®Þa líp phñ trÇm tÝch cã bÒ dµy lín gÊp nhiÒu lÇn, trung b×nh tõ 10km trë lªn.
  2. H×nh 6.1 lµ s¬ ®å ph©n bè cña c¸c kiÓu trÇm tÝch chÝnh trªn ®¸y ®¹i d­¬ng ngµy nay, trÇm tÝch t¹i c¸c vïng ®íi thÒm - s­ên - ch©n lôc ®Þa ®­îc thÓ hiÖn b»ng mµu tr¾ng. C¸c trÇm tÝch ®­îc l¾ng ®äng tõ c¸c h¹t vËt chÊt l¬ löng ngay trong ®¹i d­¬ng ®­îc gäi lµ trÇm tÝch biÓn kh¬i. Ngo¹i trõ c¸c kiÓu trÇm tÝch chØ xuÊt hiÖn ë c¸c vïng cùc tr¸i ®Êt th× cã thÓ chia trÇm tÝch biÓn thµnh 3 lo¹i chÝnh nh­ sau: 1. TrÇm tÝch v«i sinh häc (tøc lµ cã nguån gèc sinh vËt) chñ yÕu lµ tËp hîp c¸c m¶nh vôn cßn sãt l¹i tõ x­¬ng vµ vá cña sinh vËt phï du sau khi ®· chÕt (c¸c sinh vËt sèng tr«i næi trong n­íc biÓn) cã thµnh phÇn chÝnh lµ canxit hoÆc aragonit (cacbonat canxi, CaCO3). 2. TrÇm tÝch silic sinh häc lµ c¸c m¶nh vôn cßn sãt l¹i tõ c¸c sinh vËt phï du cã cÊu t¹o bëi silic (SiO2). 3. TrÇm tÝch bïn ®á bao gåm chñ yÕu lµ c¸c kho¸ng vËt sÐt xen lÉn Ýt vËt liÖu sinh häc. Mµu ®á cña trÇm tÝch lµ do sù cã mÆt cña mét l­îng nhá «xÝt s¾t. Trong thµnh phÇn cña trÇm tÝch cã thÓ t×m thÊy c¸c h¹t mÞn cã nguån gèc tõ qóa tr×nh phong hãa vµ xãi mßn lôc ®Þa ®­îc sãng vµ dßng ch¶y mang ra vïng ®¸y s©u ®¹i d­¬ng hoÆc c¸c s¶n phÈm tro nói löa sinh ra tõ c¸c vô phun trµo lín di chuyÓn theo giã vµ r¬i xuèng ®¹i d­¬ng hay c¸c h¹t vËt liÖu cã nguån gèc tõ c¸c vô næ thiªn th¹ch trong khÝ quyÓn. Nh­ng nãi chung, tèc ®é trÇm ®äng cña nguån vËt liÖu vò trô gÇn nh­ kh«ng ®¸ng kÓ chØ kho¶ng 0,1 - 1,0 mm/triÖu n¨m. C¸c hîp phÇn sinh häc cã mÆt trong trÇm tÝch bïn ®á cã thÓ lµ canxi hoÆc silic hoÆc c¶ hai. Trong thµnh phÇn trÇm tÝch sinh häc v«i cã thÓ chøa chót Ýt c¸c vËt liÖu silic ®· bÞ pha t¹p vµ c¶ hai lo¹i trÇm tÝch v«i vµ silic ®Òu chøa mét l­îng sÐt nhÊt ®Þnh nµo ®ã. C¸c lo¹i trÇm tÝch sinh häc biÓn kh¬i cßn ®­îc gäi chung lµ ooze, tøc lµ trÇm tÝch bïn sinh häc. §©y lµ thuËt ng÷ diÔn t¶ b¶n chÊt cña nã, tuy nhiªn ngµy nay thuËt ng÷ nµy Ýt ®­îc sö dông. Sù ph©n bè c¸c kiÓu trÇm tÝch kh¸c nhau bÞ chi phèi chñ yÕu bëi 3 yÕu tè t­¬ng quan: 1. mèi qan hÖ gi÷a khÝ hËu vµ dßng ch¶y; 2. sù ph©n bè cña c¸c chÊt dinh d­ìng vµ n¨ng suÊt sinh häc trªn bÒ mÆt n­íc; 3. Kh¶ n¨ng hßa tan cña canxit vµ silic trong qóa tr×nh l¾ng ch×m cña c¸c m¶nh vôn sinh vËt xuèng ®¸y biÓn. Møc ®é hßa tan cña canxi cacbonat gi¶m theo ®é s©u v× thÕ mµ ë ®¸y c¸c vïng biÓn s©u hiÕm khi t×m thÊy lo¹i trÇm tÝch nµy, nh­ng t¹i c¸c vïng sèng nói ngÇm ®¹i d­¬ng chóng l¹i kh¸ phæ biÕn. Ngoµi ra sù hoµ tan cña canxi cacbonat cßn phô thuéc vµo nhiÖt ®é, ®Æc biÖt nã rÊt dÔ bÞ hoµ tan trong n­íc l¹nh, ®iÒu nµy dÉn ®Õn sù thèng trÞ cña c¸c trÇm tÝch silic t¹i c¸c vïng ®¸y ®¹i d­¬ng n»m ë miÒn vÜ ®é cao. TrÇm tÝch ®¸y biÓn s©u (h×nh 6.1) th­êng n»m phñ bªn trªn líp vá ®¸ phun trµo vµ trong c¸c tËp trÇm tÝch d­íi hÇu nh­ ®Òu cã chøa thµnh phÇn kim lo¹i. §ã chÝnh lµ s¶n phÈm kÕt tña tõ ho¹t ®éng cña thñy nhiÖt phun trµo t¹i c¸c miÖng “khãi ®en” vµ “khãi tr¾ng” n»m trªn vïng ®Ønh trôc sèng nói. Nh­ ®· tr×nh bµy trong ch­¬ng 5, bÒ dµy tÇng trÇm tÝch biÓn s©u cã xu h­íng ph¸t triÓn
  3. theo kho¶ng c¸ch xa dÇn ®Ønh trôc sèng nói vµ bao phñ kÝn hÖ thèng c¸c dßng thñy nhiÖt n»m bªn d­íi. T¹i c¸c phÇn d­íi cña líp phñ trÇm tÝch nµy, ho¹t ®éng cña dung dÞch thñy nhiÖt Êm cã thÓ dÉn ®Õn nh÷ng qóa tr×nh biÕn ®æi vµ t¸i kÕt tinh ngay trong trÇm tÝch. H×nh 6.1: Sù ph©n bè cña c¸c kiÓu trÇm tÝch chÝnh trªn ®¸y ®¹i d­¬ng ngµy nay Nh­ ®· biÕt, ho¹t ®éng cña c¸c dßng thñy nhiÖt gÇn nh­ bÞ chÊm døt hoµn toµn trong líp vá ®¹i d­¬ng cã tuæi kho¶ng 70 triÖu n¨m. V× vËy, kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn c¸c ho¹t ®éng nhiÖt dÞch trong vïng r×a lôc ®Þa lµ rÊt h÷u h¹n bëi líp vá ®¹i d­¬ng ë ®©y th­êng cã tuæi giµ 70 triÖu n¨m (h×nh 3.6). Vµo nh÷ng n¨m 1980, nh÷ng ph¸t hiÖn ®Çu tiªn vÒ mét nhãn sinh vËt chØ ph¸t triÓn ë vïng trôc sèng nói t¹i miÒn r×a lôc ®Þa ®· g©y ng¹c nhiªn lín cho c¸c nhµ nghiªn cøu biÓn. Nhãm sinh vËt nµy ®­îc nu«i d­ìng bëi nguån hydrosulfua vµ hydrocarbua ®­îc sinh ra tõ qóa tr×nh ph©n hñy yÕm khÝ c¸c vËt chÊt h÷u c¬ trong hÖ tÇng trÇm tÝch bÞ Ðp nÐn. Trë l¹i môc 3.2, chóng ta thÊy c¸c trÇm tÝch muèi ®­îc h×nh thµnh chñ yÕu trong giai ®o¹n ®Çu cña qóa tr×nh tiÕn hãa ®¹i d­¬ng, sau ®ã míi bÞ ch«n vïi d­íi c¸c tÇng trÇm tÝch dµy vïng ®íi thÒm - s­ên - ch©n lôc ®Þa. Do cã tØ träng nhá h¬n líp phñ trÇm tÝch n»m trªn vµ kh¶ n¨ng bÞ biÕn d¹ng dÎo d­íi ¶nh h­ëng cña ¸p suÊt, líp trÇm tÝch muèi cã thÓ tråi lªn xuyªn qua tÇng trÇm tÝch
  4. t¹o thµnh c¸c cét muèi th¼ng ®øng nh­ trong mÆt c¾t h×nh 6.2. Nh÷ng cét vµ vßm muèi nµy chÝnh lµ n¬i cung cÊp nguån hydrocarbua cho ho¹t ®éng khai th¸c v× ®ã lµ khu vùc tÝch tô cña c¸c tói dÇu khÝ trong trÇm tÝch. NhiÒu vÕt tÝch ®Þa chÊt cßn l­u l¹i trªn lôc ®Þa (®Æc biÖt lµ trong tÇng trÇm tÝch cña phøc hÖ ophiolit) còng cho thÊy qóa tr×nh h×nh thµnh cña c¸c tÇng trÇm tÝch muèi trªn ®¸y ®¹i d­¬ng b¾t ®Çu tõ khi ®¹i d­¬ng míi ra ®êi vµ ph¸t triÓn ë nhiÒu møc ®é kh¸c nhau theo tõng giai ®o¹n. B¶n th©n c¸c trÇm tÝch sinh häc còng cã nh÷ng sù biÕn ®æi t­¬ng tù tïy thuéc theo sù ph¸t triÓn cña c¸c nhãm sinh vËt theo thêi gian. H×nh 6.2: H×nh ¶nh c¸c vßm muèi d©ng tråi bªn d­íi tÇng trÇm tÝch phÝa ®«ng Louisiana (vÞnh Mexico). Mét sè vßm n»m d­íi ®¸y tÇng trÇm tÝch cã thÓ xuyªn lªn tíi ®é cao trªn 10.000m (theo tØ lÖ phãng ®øng). §©y lµ hiÖn t­îng kh¸ phæ biÕn ë nhiÒu vïng thÒm lôc ®Þa 6.1.1. C¸c nghiªn cøu vÒ trÇm tÝch vµ cæ h¶i d­¬ng häc RÊt nhiÒu th«ng tin kh¸c nhau liªn quan ®Õn diÔn biÕn vµ thêi gian x¶y ra c¸c sù kiÖn lÞch sö lín trong qóa tr×nh ph¸t triÓn tiÕn hãa cña mét ®¸y ®¹i d­¬ng cã thÓ thu thËp ®­îc tõ viÖc nghiªn cøu c¸c trÇm tÝch trªn ®¸y biÓn vµ nh÷ng hãa th¹ch sinh vËt cßn ®­îc b¶o tån trong chóng. Cã thÓ trÝch dÉn mét tr­êng hîp nghiªn cøu cô thÓ sau: nghiªn cøu vÒ sù h×nh thµnh cña dßng h¶i l­u Nam cùc. Dßng h¶i l­u Nam cùc lµ mét trong nh÷ng hÖ thèng dßng ch¶y chÝnh trong ®¹i d­¬ng cã h­íng ch¶y vÒ phÝa ®«ng råi vßng quanh Nam cùc. HÖ thèng dßng ch¶y nµy chÞu sù chi phèi cña h­íng giã t©y thÞnh hµnh cña vïng Nam cùc, v× vËy nã cßn cã tªn gäi lµ dßng ch¶y giã h­íng t©y. §é s©u ho¹t ®éng cña dßng ch¶y lµ tõ 3000-4000m vµ sù tån t¹i cña nã chÝnh lµ nhê vïng n­íc s©u bao quanh Nam cùc. Nh­ng rÊt cã thÓ hÖ thèng dßng h¶i l­u nµy chØ míi xuÊt hiÖn sau khi c¸c ch©u lôc phÝa nam bÞ t¸ch ra khái ch©u Nam cùc. H×nh 3.1 cho thÊy,
  5. c¸c lôc ®Þa phÝa nam bÞ t¸ch ra vµo nhiÒu thêi ®iÓm kh¸c nhau, nh­ng ®Òu muén h¬n 170 triÖu n¨m. Trong khi Ch©u óc vµ Nam cùc bÞ ph©n t¸ch bëi mét ®¸y ®¹i d­¬ng cã tuæi nhá nhÊt lµ 55 triÖu n¨m th× tuæi cña ®¸y ®¹i d­¬ng h×nh thµnh gi÷a Ch©u Nam Mü vµ Nam cùc míi chØ cã 20 triÖu n¨m (h×nh 3.6). Tuy nhiªn, cã b»ng chøng cho thÊy tr­íc ®ã xung quanh Nam cùc ®· cã vïng n­íc nèi th«ng víi ®¹i d­¬ng. §ã lµ sù ph¸t triÓn réng r·i cña mét sè loµi sinh vËt biÓn trong vïng n­íc nµy. Nhãm loµi sinh vËt ®­îc biÕt ®Õn ®Çu tiªn thuéc gièng foraminifera cã tªn khoa häc lµ Guembelitria - mét loµi vi sinh vËt phï du cã chiÒu dµi cùc ®¹i lµ 0,15mm (h×nh 6.3). Lóc ®Çu, vÞ trÝ ph©n bè ®Þa lý cña nhãm vi sinh vËt nµy chØ giíi h¹n ë mét phÇn diÖn tÝch cña vïng ®¹i d­¬ng cæ phÝa nam. Nh­ng sau ®ã ng­êi ta ®· t×m thÊy nh÷ng dÊu vÕt hãa th¹ch cña chóng trong kh¾p c¸c tÇng trÇm tÝch bao quanh Nam cùc, ®¸nh dÊu cho mét thêi kú ph¸t triÓn míi cña vïng Nam §¹i D­¬ng khi b¾t ®Çu cã sù l­u th«ng tù do víi c¸c vïng ®¹i d­¬ng lín. H×nh 6.3: C¸c m¶nh vá cøng cã cÊu t¹o bëi canxi cacbonat cña Guembelitria, mét loµi foraminifera phï du cã chiÒu dµi kho¶ng 0,15mm. Foraminifera lµ mét tæ chøc sinh vËt ®¬n bµo cã thÓ sèng tr«i næi trong c¸c tÇng n­íc hoÆc sèng b¸m ®¸y Vµo Oligoxen sím (c¸ch ®©y kho¶ng 35 triÖu n¨m) Guembelitria chØ ph¸t triÓn trong mét vïng giíi h¹n n»m gi÷a Nam cùc vµ Ch©u óc ®­îc gäi lµ “vÞnh Australia”, ngoµi ra chóng kh«ng xuÊt hiÖn ë c¸c vïng Nam §¹i D­¬ng kh¸c, v× vËy trong c¸c trÇm tÝch cã tuæi Oligoxen sím ë nam b¸n cÇu kh«ng t×m thÊy dÊu vÕt cña loµi sinh vËt nµy. Nh­ng vµo ®Õn Oligoxen gi÷a, tøc lµ c¸ch ®©y kho¶ng 30 triÖu n¨m, bøc tranh ph©n bè cña Guembelitria ®· cã nhiÒu thay ®æi lín nh­ trªn h×nh 6.4. Qua ®ã cho phÐp chóng ta cã thÓ dù ®o¸n sù ra ®êi cña hÖ thèng dßng h¶i l­u Nam cùc mÆc dï qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn x¶y ra ë vïng eo biÓn Drake n»m gi÷a Nam cùc vµ Nam Mü míi chØ b¾t ®Çu c¸ch ®©y kho¶ng 20 triÖu n¨m theo nh­ h×nh minh häa 3.6. VËy Guembelitria cã thÓ võa ph¸t triÓn réng vÒ phÝa ®«ng tíi vïng biÓn Tasman do sù ph©n t¸ch cña hai lôc ®Þa Ch©u óc vµ Nam cùc, võa v­¬n tíi vïng biÓn Nam Phi do sù t¸ch d·n vÒ phÝa t©y cña lôc ®Þa nµy? vµ kh«ng nhÊt thiÕt ®ßi hái sù h×nh thµnh cña eo biÓn Drake?
  6. §iÒu nµy cã thÓ x¶y ra nh­ng kh«ng dÔ bëi c¸c b»ng chøng thu thËp ®­îc tõ qóa tr×nh nghiªn cøu trÇm tÝch biÓn vµ lôc ®Þa ®Òu cho thÊy sù ph©n bè cña c¸c ®ai khÝ hËu toµn cÇu vµ hÖ thèng giã thÞnh hµnh gÇn nh­ cã sù trïng nhau vÒ mÆt vÜ ®é ®Þa lý vµ kh«ng thay ®æi cho ®Õn ngµy nay. V× vËy khu vùc thÞnh hµnh cña h­íng giã t©y lµ c¸c vïng n»m gÇn vÜ ®é 60o nam, cho nªn kh¶ n¨ng tr«i d¹t thô ®éng cña nhãm c¸c sinh vËt phï du vÒ h­íng t©y ng­îc víi c¸c dßng ch¶y giã trªn bÒ mÆt biÓn lµ rÊt h·n h÷u. Nh­ng chóng ta sÏ gi¶i thÝch nh­ thÕ nµo vÒ sù ph¸t triÓn cña Guembelitria theo h­íng ®«ng, bao quanh Nam cùc tr­íc khi eo biÓn Drake ®­îc h×nh thµnh (tÝnh theo d÷ liÖu tuæi cña ®¸y biÓn) 10 triÖu n¨m? Guembelitria lµ mét loµi sinh vËt phï du sèng trong tÇng n­íc mÆt, do vËy t¹i nh÷ng vïng kªnh ®µo n«ng cã ®é s©u chõng vµi tr¨m m còng ®ñ ®Ó chóng cã thÓ di chuyÓn theo c¸c dßng ch¶y bÒ mÆt quanh lôc ®Þa. Nh÷ng kªnh ®µo nh­ vËy cã thÓ ®­îc h×nh thµnh bëi qóa tr×nh nøt vì vµ tr«i d¹t lôc ®Þa mµ kh«ng nhÊt thiÕt kÌm theo qóa tr×nh t¸ch d·n ®¸y biÓn nh­ kiÓu eo biÓn Drake. C¸c nghiªn cøu vïng eo biÓn Drake cho thÊy c¸ch ®©y 23 triÖu n¨m, eo biÓn nµy vÉn ch­a ph¸t triÓn réng cùc ®¹i, do vËy sù h×nh thµnh cña c¸c vïng n­íc s©u trong khu vùc sÏ ph¶i muén h¬n, Ýt nhÊt còng vµo kho¶ng 18 triÖu n¨m khi ®ã hÖ thèng dßng h¶i l­u Nam cùc kh«ng thÓ cã ®ñ kh¶ n¨ng ®Ó ho¹t ®éng d­íi tÇng n­íc s©u ®Õn 4.000m nh­ ngµy nay. H×nh 6.4: H×nh th¸i vïng nam ®¹i d­¬ng c¸ch ®©y kho¶ng 30 triÖu n¨m, h­íng mòi tªn mµu ®á chØ sù ph¸t triÓn cña Guembelitria vµ h­íng mòi tªn ®Çu tr¾ng cho thÊy sù h×nh thµnh cña dßng h¶i l­u Nam cùc. VÞ trÝ c¸c ký hiÖu b»ng ch÷ sè lµ n¬i t×m thÊy c¸c hãa th¹ch Guembelitria trong trÇm tÝch Oligoxen gi÷a H×nh 6.5 thÓ hiÖn nh÷ng sù kiÖn biÕn ®æi ®­îc ghi nhËn qua viÖc nghiªn cøu trÇm tÝch t¹i c¸c vïng phô cËn Tasmania khi "vÞnh Austral" ®­îc h×nh thµnh vµ
  7. n­íc biÓn tõ h­íng t©y x©m nhËp vµo vïng biÓn Tasman. Trªn h×nh vÏ lµ bèn mÉu lâi khoan trÇm tÝch cã tuæi tõ 40-60 triÖu n¨m ®­îc lÊy lªn tõ ®¸y biÓn t¹i c¸c vÞ trÝ nh­ trªn s¬ ®å h×nh vÏ ë gãc bªn ph¶i. C¸c ®­êng th¼ng kÐo ngang gi÷a c¸c cét ®Þa tÇng lµ ranh giíi tuæi t­¬ng ®èi cña c¸c phÇn ®Þa tÇng n»m trong cét ®­îc x¸c ®Þnh qua viÖc ph©n tÝch tuæi hãa th¹ch trong trÇm tÝch. VÞ trÝ c¸c ®­êng zic- zac lµ nh÷ng kho¶ng thêi gian gi¸n ®o¹n kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®­îc (®­îc gäi lµ c¸c bÊt chØnh hîp) do sù v¾ng mÆt cña trÇm tÝch hoÆc cã thÓ do chóng ®· bÞ bµo mßn sau khi h×nh thµnh. Mét ®iÒu ®¸ng chó ý lµ bÒ dµy líp phñ trÇm tÝch t¹i 4 vÞ trÝ lÊy mÉu hoµn toµn kh«ng gièng nhau mÆc dï kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c vÞ trÝ kh«ng qóa xa. Líp vá d¹i d­¬ng bazan ë phÇn phÝa ®«ng Tasmania (vÞ trÝ 283) cã tuæi Paleoxen (tøc lµ kho¶ng 64 triÖu n¨m) trong khi sù h×nh thµnh cña c¸c vïng n­íc s©u trong khu vùc nµy l¹i vµo Eoxen (tøc lµ kho¶ng 50 triÖu n¨m). C©u hái 6.1 (a) Dùa vµo ®©u ®Ó cã thÓ cho phÐp ®­a ra nh÷ng suy luËn trªn tõ h×nh 6.5. (b) Sù kh¸c nhau gi÷a cét ®Þa tÇng sè 281 víi ba cét cßn l¹i nh­ thÕ nµo? (c) X¸c ®Þnh c¸c tÇng trÇm tÝch hiÖn ®¹i trong bèn cét ®Þa tÇng trªn? H×nh 6.5: BÒ dµy vµ tuæi cña c¸c tÇng trÇm tÝch t¹i bèn ®Þa ®iÓm khoan n»m trong dù ¸n DSPS gÇn khu vùc Tasmania (b¶n ®å gãc h×nh vÏ). VÞ trÝ mùc n­íc biÓn ngµy nay ®­îc ghi trªn ®Çu mçi cét ®Þa tÇng. C¸c ®­êng th¼ng lµ ranh giíi tuæi t­¬ng ®èi gi÷a c¸c tÇng trÇm tÝch. C¸c ®­êng zic-zac lµ ranh giíi c¸c bÊt chØnh hîp xuÊt hiÖn trong ®Þa tÇng ®· ®­îc ghi nhËn (®ã lµ c¸c thêi kú gi¸n ®o¹n hoÆc bµo mßn cña trÇm tÝch)
  8. Nh­ vËy, c¸c nghiªn cøu vÒ trÇm tÝch (h×nh 6.5) cho thÊy c¸ch ®©y 38 triÖu n¨m (tøc lµ vµo Oligocen) “vÞnh Austral” ®· lµ mét vïng n­íc s©u lín víi sù ph¸t triÓn cña c¸c trÇm tÝch silic trong tÇng trÇm tÝch ®¸y (cét ®Þa tÇng sè 280), cßn c¸c nghiªn cøu vÒ sù ph©n bè cña Guembelitria th× cho thÊy vïng biÓn Tasman ®­îc khai th«ng víi vÞnh Autral sau ®ã kho¶ng chõng xÊp xØ 8 triÖu n¨m . Qua tr­êng hîp nghiªn cøu cô thÓ nµy, cã thÓ thÊy c¸c nhµ ®Þa chÊt ®· dùa vµo nhiÒu nguån d÷ liÖu nghiªn cøu kh¸c nhau ®Ó x©y dùng nªn c¸c bøc tranh dßng ch¶y x¶y ra trong tõng giai ®o¹n tõ qóa khø ®Õn hiÖn t¹i. ViÖc cã ®­îc c¸c th«ng tin nghiªn cøu trÇm tÝch dåi dµo sÏ gióp cho qóa tr×nh phôc håi c¸c bøc tranh dßng ch¶y trë nªn ngµy cµng chÝnh x¸c. Tuy nhiªn, mét vÊn ®Ò nghiªn cøu kh¸c mµ chóng ta kh«ng thÓ bá qua trong qóa tr×nh nghiªn cøu sù ph¸t triÓn cña ®¹i d­¬ng lµ sù dao ®éng côc bé vµ toµn cÇu cña mùc n­íc biÓn trong nh÷ng kho¶ng thêi gian kh¸c nhau vµ nguyªn nh©n g©y ra nh÷ng biÕn ®æi ®ã. Cã thÓ nãi, ®©y lµ mét yÕu tè cã vai trß kh¸ quan träng trong sù tiÕn hãa cña ®¹i d­¬ng. 6.2. Sù BIÕN §æI cña MùC N¦íC BIÓN Tr­íc khi ®i vµo néi dung chÝnh, chóng ta cÇn ph©n biÖt râ hai kh¸i niÖm sau ®Ó tr¸nh nhÇm lÉn. §ã lµ h×nh th¸i bÒ mÆt biÓn, nh­ ®· tr×nh bµy trong c¸c môc 1.2.1 vµ 2.6 vµ mùc n­íc biÓn bÒ mÆt theo sù quan tr¾c vµ ®o ®¹c däc theo ®­êng bê. Nh÷ng biÕn ®æi vÒ ®Þa h×nh cña ®¸y ®¹i d­¬ng (vµ biÓu hiÖn cña nã trªn bÒ mÆt geoid) chØ cã thÓ nhËn biÕt ®­îc trªn quy m« thêi gian lín kho¶ng 106 - 107 n¨m trong khi sù dao ®éng cña mùc n­íc biÓn l¹i diÔn ra trong kho¶ng thêi gian ng¾n h¬n cì 103 - 104 n¨m. V× vËy, chóng ta cã thÓ gi¶ thiÕt r»ng h×nh th¸i bÒ mÆt biÓn gÇn nh­ kh«ng biÕn ®æi, sù biÕn ®æi ®¸ng quan t©m nhÊt chÝnh lµ ®é cao cña mùc n­íc biÓn. Mùc n­íc biÓn lµ mùc n­íc ë tr¹ng th¸i c©n b»ng æn ®Þnh. Nãi mét c¸ch ®¬n gi¶n, ®ã lµ mùc n­íc h×nh thµnh khi c¸c bån tròng ®¹i d­¬ng n»m gi÷a c¸c khèi lôc ®Þa bÞ lÊp ®Çy n­íc mÆn t¹i mét thêi ®iÓm nhÊt ®Þnh nµo ®ã. VÒ mÆt lý thuyÕt, nÕu gi÷a c¸c ®¹i d­¬ng cã sù l­u th«ng víi nhau th× sÏ tån t¹i mét mùc n­íc biÓn trung b×nh chung. Do vËy, bÊt kú mét sù thay ®æi nµo vÒ khèi l­îng n­íc trong mét ®¹i d­¬ng còng sÏ ¶nh h­ëng tíi mùc n­íc biÓn trong c¸c ®¹i d­¬ng kh¸c vµ nh÷ng biÕn ®æi mùc n­íc ®ã trªn quy m« toµn cÇu ®­îc gäi lµ sù dao ®éng mùc n­íc biÓn ch©n tÜnh. §é cao c©n b»ng æn ®Þnh cña mùc n­íc biÓn ®­îc quyÕt ®Þnh bëi: 1. ThÓ tÝch khèi n­íc trong c¸c ®¹i d­¬ng vµ thÓ tÝch nµy phô thuéc vµo: (a) L­îng n­íc x©m nhËp vµo ®¹i d­¬ng tõ c¸c nguån m­a tuyÕt, s«ng ngßi, n­íc ngÇm, b¨ng tan vµ ho¹t ®éng phun trµo nói löa (b) L­îng n­íc tho¸t ra khái ®¹i d­¬ng do bay h¬i vµ kÕt b¨ng (c) NhiÖt ®é n­íc biÓn vµ khèi l­îng c¸c chÊt hßa tan, l¬ löng trong ®¹i d­¬ng.
  9. 2. H×nh d¸ng cña bån chøa (®­îc thÓ hiÖn trªn ®­êng cong ®é cao-s©u h×nh 2.4) ®­îc x¸c ®Þnh dùa vµo: (a) BÒ dµy vµ diÖn tÝch vá lôc ®Þa trªn toµn cÇu (b) Tr¹ng th¸i nhiÖt t­¬ng ®èi (hay tØ träng) cña vá lôc ®Þa vµ vá ®¹i d­¬ng (nhÊt lµ thÓ tÝch c¸c sèng nói ngÇm cßn ®ang t¸ch d·n) (c) Khèi l­îng n­íc vµ trÇm tÝch trong ®¹i d­¬ng, khèi l­îng cña chóng phñ lªn vá ®¹i d­¬ng. H×nh 6.6: Sù biÕn ®æi mùc n­íc biÓn trung b×nh ë Esbjerg (§an M¹ch), 1889 – 1962. (a) Xu h­íng d©ng liªn tôc (trong thêi gian dµi) cña mùc n­íc biÓn (®­êng mµu xanh) theo c¸c dao ®éng tµn d­ thu ®­îc tõ (b) nh÷ng sè liÖu ®o ®¹c ®· ®­îc chØnh lý theo (c) sù biÕn ®æi trung b×nh hµng n¨m cña ¸p suÊt kh«ng khÝ vµ (d) c¸c dao ®éng dµi cña thñy triÒu g©y ra bëi c¸c yÕu tè thiªn v¨n vµ quü ®¹o quay cña tr¸i ®Êt C©u hái 6.2 (a) Dùa vµo danh môc c¸c yÕu tè võa nªu trªn, h·y x¸c ®Þnh xem yÕu tè nµo cã kh¶ n¨ng g©y t¸c ®éng m¹nh nhÊt ®Õn tæng thÓ tÝch n­íc biÓn trong c¸c ®¹i d­¬ng?
  10. (b) ThÓ tÝch gi·n në cña n­íc lµ 2,110-4 0C, nÕu kh«ng tÝnh sù t¨ng gi¶m khèi l­îng n­íc do qóa tr×nh ®ãng vµ tan b¨ng th× tæng thÓ tÝch n­íc trong c¸c ®¹i d­¬ng sÏ biÕn ®æi ra sao khi nhiÖt ®é trung b×nh cña n­íc biÓn t¨ng lªn 10C? vµ ®iÒu nµy cã lµ mét yÕu tè quan träng ®èi víi nh÷ng thay ®æi cña mùc n­íc biÓn kh«ng? (c) Dùa vµo mèi t­¬ng quan gi÷a tuæi cña líp vá ®¹i d­¬ng víi ®é s©u ®¸y biÓn (h×nh 2.13); h·y gi¶i thÝch t¹i sao bån ®¹i d­¬ng cã sèng nói ngÇm t¸ch d·n nhanh th­êng cã ®é s©u n«ng h¬n so víi ®¹i d­¬ng cã chøa sèng nói t¸ch d·n chËm? 6.2.1. Sù biÕn ®æi cña mùc n­íc biÓn theo quy m« thêi gian kh¸c nhau Mùc n­íc biÓn th­êng chÞu ¶nh h­ëng cña mét sè biÕn ®éng ng¾n h¹n, trong ®ã cã nhiÒu qóa tr×nh x¶y ra víi c­êng ®é lín. §ã lµ c¸c dao ®éng mùc n­íc g©y ra bëi c¸c yÕu tè nh­ thñy triÒu, sãng giã, sù biÕn ®æi khÝ ¸p, sãng thÇn, lò lôt vµ thËm chÝ lµ do sù ®i l¹i cña tµu thuyÒn. MÆc dï c¸c dao ®éng nµy cã thÓ g©y ra nh÷ng biÕn ®æi mùc n­íc cao trªn 10m, ng­êi ta vÉn cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc mùc n­íc biÓn trung b×nh vµ ®o ®¹c ®­îc nh÷ng dao ®éng cña nã ë møc ®é 1mm/n¨m. Nh÷ng dao ®éng mùc n­íc x¶y ra trong qóa khø gÇn t¹i mét ®o¹n ®­êng bê nhÊt ®Þnh cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh dùa vµo c¸c ph©n tÝch d÷ liÖu ®o ®¹c thñy triÒu. Tuy nhiªn ®©y lµ mét nhiÖm vô phøc t¹p v× yªu cÇu ph¶i xÐt ®Õn hµng lo¹t nh÷ng biÕn ®éng mùc n­íc theo mïa vµ ngÉu nhiªn cïng víi nh÷ng dao ®éng thñy triÒu mang tÝnh ®Òu ®Æn, tr­íc khi ®­a ra mét gi¸ trÞ biÕn ®æi mùc n­íc ®¸ng tin cËy. H×nh 6.6 biÓu diÔn nh÷ng dao ®éng mùc n­íc th­êng xuyªn x¶y ra vµ kh«ng thÓ bá qua khi xÐt tíi nh÷ng ®ao ®éng mùc n­íc dµi h¹n. Nh÷ng dao ®éng g©y ra bëi sù biÕn ®æi cña khÝ quyÓn hay cßn gäi lµ "sù ®ãng gãp cña kh«ng khÝ" trªn h×nh 6.6(c)) lµ mét kiÓu dao ®éng mang tÝnh nhÊt thêi do sù h×nh thµnh n­íc d©ng sinh ra tõ qóa tr×nh biÕn ®æi khÝ ¸p ®ét ngét nh­ võa nªu trªn: ¸p suÊt khÝ quyÓn cµng thÊp, mùc n­íc biÓn trung b×nh hµng n¨m cµng cao. Nh÷ng biÕn ®æi cña ¸p suÊt khÝ trªn mét ®¬n vÞ 1mbar cã thÓ lµm cho mùc n­íc biÓn bÞ chªnh lÖch tíi 1cm (10mm) trong khi kh¶ n¨ng biÕn ®æi cña khÝ ¸p cã thÓ dao ®éng tõ 930mbar hoÆc thÊp h¬n khi xuÊt hiÖn c¸c xo¸y thuËn m¹nh (¸p thÊp) tíi 1080mbar hoÆc cao h¬n khi xuÊt hiÖn xo¸y nghÞch m¹nh. TrËn lôt lín x¶y ra ë vïng BiÓn B¾c vµo n¨m 1953 lµ do ¶nh h­ëng cïng lóc cña thñy triÒu cao kÕt hîp víi giã m¹nh vµ ¸p thÊp. Nãi chung víi sù biÕn ®æi trung b×nh n¨m cña ¸p suÊt khÝ quyÓn ë møc 10mbar còng ®ñ ®Ó chóng ta ph¶i xem xÐt khi tÝnh to¸n nh÷ng dao ®éng mùc n­íc g©y ra bëi yÕu tè khÝ quyÓn nh­ thÓ hiÖn trªn h×nh 6.6. C©u hái 6.3 §é d©ng cao trung b×nh hµng n¨m cña mùc n­íc biÓn ë Esbjerg trong qu·ng thêi gian ®­îc x¸c ®Þnh nh­ trªn h×nh 6.6 lµ bao nhiªu?
  11. Xu thÕ biÕn ®æi cña mùc n­íc thÓ hiÖn ë h×nh 6.6 mét phÇn lµ do sù tan ch¶y liªn tôc cña c¸c con s«ng b¨ng vµ líp b¨ng phñ do ¶nh h­ëng cña sù nãng lªn toµn cÇu, vµ mét phÇn lµ do sù gi·n në nhiÖt bëi sù t¨ng cao nhiÖt ®é cña líp n­íc biÓn bÒ mÆt (xem c©u hái 6.2(b)). TÝnh theo thêi gian ®Þa chÊt, nh÷ng biÕn thiªn nhiÖt ®é toµn cÇu vÉn liªn tôc diÔn ra kh«ng ngõng ë c¸c cÊp ®é vµ quy m« kh¸c nhau qua nhiÒu thêi ®¹i. Cã thÓ nãi r»ng, ngµy nay sù t¨ng cao nhiÖt ®é trªn toµn cÇu cßn chÞu ¶nh h­ëng thªm cña khÝ hËu “nhµ kÝnh” g©y ra bëi cacbon dioxit vµ c¸c khÝ kh¸c th¶i kh¸c tho¸t ra tõ viÖc ®èt ch¸y c¸c nhiªn liÖu hãa th¹ch vµ sù suy gi¶m kh¶ n¨ng hÊp thô cacbon dioxit cña tÇng sinh quyÓn do t×nh tr¹ng ph¸ rõng. Nh÷ng nguy c¬ lò lôt g©y ra bëi sù d©ng cao kh«ng ngõng cña n­íc biÓn cã thÓ ®Æt nh÷ng vïng d©n c­ ven bê vµo nh÷ng mèi hiÓm häa lín. Tuy nhiªn, tèc ®é d©ng cao cña mùc n­íc biÓn ngµy nay cã thÓ bÞ lµm chËm l¹i khi mµ nhu cÇu sö dông n­íc ngµy cµng t¨ng do sù ph¸t triÓn cña d©n sè vµ qóa tr×nh ®« thÞ hãa, c«ng nghiÖp hãa t¨ng m¹nh. Nhê vÖc x©y dùng c¸c hå chøa vµ dù ¸n hÖ thèng t­íi tiªu thñy lîi (khiÕn mét phÇn n­íc ®­îc thÈm thÊu xuèng ®Êt), mét khèi l­îng lín n­íc m­a vµ n­íc s«ng ®· bÞ chÆn l¹i kh«ng tho¸t ®­îc ra biÓn. Khèi l­îng n­íc nµy ­íc tÝnh kho¶ng 375km3/n¨m vµo giai ®o¹n gi÷a thËp niªn 1980 vµ lµ phÇn bæ sung ®¸ng kÓ vµo tæng l­îng n­íc ngät trong chu tr×nh thñy v¨n. H×nh 6.7 thÓ hiÖn mét sè c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n dùa vµo tr÷ l­îng n­íc ®· biÕt vµ ch­a biÕt (theo kÕt qña ­íc tÝnh) trong c¸c ao hå vµ hÖ thèng thñy lîi trªn toµn thÕ giíi ®ång thêi minh häa t¸c ®éng cña khèi l­îng n­íc nµy tíi tèc ®é d©ng cña mùc n­íc hµng n¨m. Tõ c¸c dù b¸o mùc n­íc trong t­¬ng lai, chóng ta h·y quay l¹i viÖc xem xÐt nh÷ng biÕn ®æi mùc n­íc biÓn trong qóa khø. Sù d©ng cao kh«ng ngõng cña mùc n­íc biÓn hiÖn t¹i chØ lµ mét phÇn cña xu thÕ ph¸t triÓn chung trong tiÕn tr×nh biÕn ®æi mùc n­íc tõ gÇn 20.000 n¨m qua. Trong qóa tr×nh lÞch sö l©u dµi ®ã, mùc n­íc biÓn ®· bÞ d©ng lªn vµ h¹ xuèng nhiÒu lÇn trong c¸c kho¶ng thêi gian kh¸c nhau tõ hµng ngh×n n¨m ®Õn hµng triÖu n¨m. H×nh 6.7: Tèc ®é suy gi¶m cña mùc n­íc d©ng trªn toµn cÇu trong kho¶ng thêi gian tõ 1932 ®Õn 1982 do ¶nh h­ëng cña l­îng n­íc bÞ l­u
  12. gi÷ trong c¸c hå chøa vµ hÖ thèng thñy lîi. §­êng ®å thÞ (c) biÓu diÔn sù biÕn ®æi cña mùc n­íc d©ng toµn cÇu theo b¶ng sè liÖu ®· ®­îc xuÊt b¶ng n¨m 1982 vµ kÕt qña ngo¹i suy. §­êng (a) lµ c«ng suÊt chøa cña c¸c hå lín trªn thÕ giíi. §­êng (b) lµ khèi l­îng n­íc theo ­íc tÝnh trong c¸c hå chøa nhá vµ hÖ thèng thñy lîi. §­êng (d) lµ tæng cña (a) + (b) + (c) ®Ó cho thÊy nh÷ng biÕn ®æi cña mùc n­íc d©ng khi kh«ng cã c¸c ho¹t ®éng l­­ gi÷ n­íc C©u hái 6.4 (a) H·y ®¸nh gi¸ tèc ®é d©ng cao cña mùc n­íc biÓn cho kho¶ng thêi gian tõ 1932 - 1982 qua c¸c ®å thÞ (c) vµ (d) trªn h×nh 6.7 vµ so s¸nh víi ®¸p sè trong phÇn tr¶ lêi c©u hái 6.3. (b) Khã kh¨n cho c©u tr¶ lêi ë phÇn (a) lµ g×? 6.2.2. Sù d©ng cao cña mùc n­íc biÓn sau b¨ng hµ Trong lÞch sö Tr¸i ®Êt ®· cã mét vµi lÇn mò b¨ng ë hai cùc ph¸t triÓn réng tíi c¸c vïng vÜ ®é cao. LÇn gÇn ®©y lµ sù kiÖn “b¨ng hµ” x¶y ra vµo thêi kú §Ö tø (c¸ch ®©y kho¶ng 2 triÖu) vµ hiÖn vÉn cã thÓ ch­a kÕt thóc. XuÊt hiÖn trong thêi k× nµy lµ mét vµi chu kú b¨ng hµ ®éc lËp, mçi chu kú bao gåm c¸c ®ît t¹o b¨ng më réng sau ®ã l¹i tan b¨ng vµ co vÒ nh­ cò cña c¸c mò b¨ng ®Ønh cùc. Chu kú cuèi cïng kÐo dµi trong qu·ng thêi gian c¸ch ®©y kho¶ng 120.000 n¨m ®Õn 20.000 n¨m. ¶nh h­ëng cña nh÷ng ®ît tan b¨ng trªn lªn mùc n­íc biÓn ®· ®­îc ghi nhËn cô thÓ t¹i nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi. Khëi ®Çu cña qóa tr×nh d©ng cao mùc n­íc liªn quan tíi giai ®o¹n ®Çu cña qóa tr×nh tan b¨ng lôc ®Þa diÔn ra t­¬ng ®èi nhanh trong qu·ng thêi gian c¸ch ®©y kho¶ng 18.000 n¨m, sau ®ã chËm dÇn l¹i víi tèc ®é kho¶ng 0,2mm/n¨m vµo thêi ®iÓm c¸ch ®©y kho¶ng 6000 n¨m vµ vÉn tiÕp tôc gi¶m dÇn cho tíi ngµy nay (h×nh 6.8). C¸c h×nh 6.6 vµ 6.9 cho thÊy nh÷ng biÕn ®æi cña mùc n­íc d©ng hiÖn ®¹i ®· ®­îc ghi nhËn t¹i c¸c vïng bê phÝa nam cña B¾c H¶i. Cïng víi sù t¨ng lªn cña thÓ tÝch n­íc biÓn do b¨ng tan, qóa tr×nh lón ch×m l©u dµi cña vïng ®¸y biÓn phÝa nam cña B¾c H¶i còng lµ mét phÇn nguyªn nh©n g©y ra sù d©ng cao kh«ng ngõng cña mùc n­íc, ®ång thêi cßn t¹o ra líp phñ trÇm tÝch cã bÒ dµy ®¹t tíi 1000m/mét triÖu n¨m. Tuy nhiªn, viÖc ghi nhËn nh÷ng biÕn ®æi cña mùc n­íc sau b¨ng hµ xung quanh khu vùc nµy th­êng bÞ chi phèi thªm bëi c¸c yÕu tè ®Þa ph­¬ng, do vËy ®Ó x©y dùng mét hÖ thèng quy chiÕu chuÈn lµm c¬ së cho viÖc ®o ®¹c vµ chØnh lý sè liÖu mùc n­íc ë nh÷ng n¬i kh¸c lµ ®iÒu kh«ng dÔ dµng.
  13. H×nh 6.8: Ghi nhËn mùc n­íc ë mét sè khu vùc trªn thÕ giíi dùa trªn kÕt qña ph©n tÝch ®ång vÞ 14C c¸c mÉu than bïn vµ vá sinh vËt biÓn n­íc n«ng. TÊt c¶ c¸c mÉu ®Òu ®­îc lÊy ë nh÷ng khu vùc cã vá tr¸i ®Êt æn ®Þnh, nh÷ng chuyÓn ®éng kiÕn t¹o lín d­êng nh­ kh«ng x¶y ra. Tuy nhiªn, do sù ph©n bè rêi r¹c cña sè liÖu nªn ë ®©y chØ thÓ hiÖn ®­îc xu thÕ biÕn ®æi chung mµ kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc ®­êng cong biÕn ®æi mùc n­íc toµn cÇu C©u hái 6.5 H·y x¸c ®Þnh nh÷ng vïng cã mùc n­íc tiÕp tôc d©ng t¹i khu vùc biÓn trªn h×nh 6.9 vµ gi¶i thÝch t¹i sao t¹i phÇn lín c¸c vïng biÓn bao quanh b¸n ®¶o Scandinave l¹i cã xu h­íng h¹ thÊp? ¸p lùc t¨ng cao do khèi l­îng n­íc ®­îc gi¶i phãng tõ qóa tr×nh tan b¨ng ®æ vÒ ®¹i d­¬ng ®Ì lªn líp vá ®¹i d­¬ng vµ vïng thÒm lôc ®Þa ®· khiÕn c¸c khu vùc r×a lôc ®Þa r¬i vµo tr¹ng th¸i biÕn ®æi phøc t¹p. Ngay gi÷a lßng ®¹i d­¬ng cã thÓ quan s¸t thÊy sù d©ng lªn cña bÒ mÆt n­íc biÓn (so víi vïng ven ®¶o), nh­ng qóa tr×nh d©ng nµy x¶y ra t­¬ng ®èi chËm so l­u l­îng n­íc ®æ vÒ ®¹i d­¬ng. Nguyªn nh©n chÝnh lµ do t¶i träng bæ sung cña l­îng n­íc håi l­u ®· g©y ra qóa tr×nh nhÊn ch×m ®¼ng tÜnh vá ®¹i d­¬ng. Nh­ng thùc tÕ, viÖc ph©n t¸ch ¶nh h­ëng cña qóa tr×nh c©n b»ng ®¼ng tÜnh côc bé lªn nh÷ng biÕn ®æi mùc n­íc ch©n tÜnh (nh÷ng biÕn ®æi mùc n­íc biÓn ®­îc x¸c ®Þnh trªn toµn cÇu) trong qóa tr×nh ghi nhËn c¸c biÕn ®æi mùc n­íc sau b¨ng hµ lµ ®iÒu hoµn toµn kh«ng dÔ dµng.
  14. H×nh 6.9: Tèc ®é biÕn ®æi hµng n¨m cña mùc n­íc biÓn ngµy nµy t¹i khu vùc biÓn phÝa t©y b¾c Ch©u ¢u. C¸c ®­êng ®ång ®¼ng thÓ hiÖn tèc ®é d©ng (sè d­¬ng) vµ h¹ (sè ©m) cña mùc n­íc tÝnh theo ®¬n vÞ mm/n¨m 6.2.3. C¸c dao ®éng mùc n­íc trong §Ö tø Quay trë l¹i thêi kú §Ö tø, nh÷ng d÷ liÖu thu thËp ®­îc trong giai ®o¹n nµy kh«ng ®ñ ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é ¶nh h­ëng cña c¸c ho¹t ®éng c©n b»ng ®¼ng tÜnh tíi sù biÕn ®æi cña mùc n­íc biÓn. V× vËy, ®Ó ®¬n gi¶n hãa c¸c nghiªn cøu vÒ dao déng mùc n­íc chñ yÕu chØ b¸m nh÷ng dÊu vÕt biÕn ®æi mùc n­íc "ch©n tÜnh" (mùc n­íc trung b×nh trong c¸c ®¹i d­¬ng thÕ giíi) ®Ó gi¶i quyÕt. §ã lµ nh÷ng biÕn ®æi khÝ hËu x¶y ra trong kû §Ö tø cã liªn quan ®Õn c¸c giai ®o¹n ®ãng b¨ng vµ tan b¨ng trong suèt hai triÖu n¨m qua. Dùa vµo mét ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch ra ®êi tõ nh÷ng n¨m 1960, cã kh¶ n¨ng cho biÕt nhiÖt ®é n­íc biÓn trong qóa khø, ng­êi ta ®· më réng viÖc øng dông nã trong qóa tr×nh nghiªn cøu c¸c dao ®éng cña mùc n­íc. Nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ dùa vµo sù kÕt hîp kh¸c nhau gi÷a hai ®ång vÞ «xy 18O vµ 16O trong canxi cacbonat (CaCO3), mét hîp chÊt mµ rÊt nhiÒu c¸c tæ chøc sinh vËt biÓn sö dông ®Ó t¹o nªn c¸c cÊu tróc phÇn cøng trong x­¬ng vµ vá cña chóng.
  15. H×nh 6.10: Thµnh phÇn ®ång vÞ «xy (so mÉu chuÈn) cña loµi foraminifera phï du cã tªn khoa häc lµ Globigerinoides sacculifera trong mÉu lâi khoan cã chiÒu dµi 1600cm t­¬ng øng víi bÒ dµy thêi gian kho¶ng gÇn 1 triÖu n¨m. KÕt qña biÓu diÔn ë ®©y kh«ng ph¶i lµ c¸c gi¸ trÞ tØ sè ®¬n gi¶n mµ ®­îc tÝnh theo ®¬n vÞ 18O (xem bµi viÕt). §å thÞ ®­îc x©y dùng dùa trªn viÖc nghiªn cøu c¸c loµi foraminifera (sèng b¸m ®¸y) tån t¹i cïng thêi gian vµ cã h×nh d¹ng gÇn t­¬ng tù. §Ønh ®å thÞ t­¬ng øng víi kho¶ng thêi gian c¸ch ®©y 123.000 n¨m cho thÊy ®é d©ng cao cùc ®¹i cña mùc n­íc biÓn vµo thêi kú gian b¨ng cuèi cïng, vµ ch©n ®å thÞ øng víi ®é s©u lâi khoan kho¶ng 50cm tÝnh tõ trªn xuèng cho thÊy mùc n­íc biÓn cùc tiÓu vµo thêi kú b¨ng hµ cuèi cïng míi x¶y ra gÇn ®©y. PhÇn t« ®en phÝa bªn ph¶i lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cùc d­¬ng trong tr­êng Tr¸i ®Êt (kú Brunhes) vµ phÇn tr¾ng bªn d­íi lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cùc ©m x¶y ra tr­íc ®ã (kú Matuyama). ViÖc so s¸nh víi thang bËc thêi gian theo nh÷ng biÕn ®æi c¸c cùc tõ tr­êng Tr¸i ®Êt ®· gióp cho viÖc ®Þnh tuæi trÇm tÝch trong mÉu lâi khoan nµy vµ c¸c mÉu lâi khoan trÇm tÝch kh¸c ®­îc chÝnh x¸c h¬n. C¸c ®ång vÞ «xy vµ tØ sè 18O/16O: «xy cã ba ®ång vÞ bÒn v÷ng víi khèi l­îng nguyªn tö t­¬ng øng lµ 16, 17 vµ 18. Trong thµnh phÇn cña «xy tù nhiªn, 16O chiÕm tíi 99,763% trong khi 18O chØ chiÕm nhiÒu nhÊt lµ 0,204%. C¸c nghiªn cøu vÒ ®ång vÞ «xy chñ yÕu chØ dùa vµo sù chªnh lÖch rÊt nhá gi÷a c¸c gi¸ trÞ tØ sè 18 O/16O trong c¸c mÉu kh¸c nhau. Tuy nhiªn, nhê ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi phæ, ng­êi ta cã thÓ ®o ®¹c mét c¸ch chÝnh x¸c tØ sè nµy víi sù kh¸c nhau rÊt Ýt.
  16. §Ó t×m hiÓu phÐp ph©n tÝch ®Þnh l­îng b»ng khèi phæ, tr­íc hÕt chóng ta h·y t×m hiÓu c¸c qóa tr×nh tù nhiªn ®· dÉn ®Õn c¸c tØ sè ®ång vÞ «xy kh¸c nhau. §ã chÝnh lµ qóa tr×nh tæng hîp «xy tõ n­íc biÓn cña mét sè tæ chøc sinh vËt ®Ó t¹o thµnh phÇn x­¬ng cøng canxi cabonat. Tïy thuéc vµo ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cña n­íc, l­îng 18O vµ 16O mµ c¸c sinh vËt hÊp thô cã tØ lÖ kh¸c nhau: nhiÖt ®é cµng thÊp, tØ sè 18O/16O trong líp vá canxi cacbonat cµng cao. Nh­ vËy, ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi phæ còng lµ ph­¬ng ph¸p cã kh¶ n¨ng x¸c ®Þnh ®­îc nhiÖt ®é cña n­íc biÓn trong qóa khø vµ nã ®Æc biÖt thÝch hîp khi ¸p dông ph©n tÝch c¸c loµi sinh vËt cã sù ph©n bè réng r·i. Ch¼ng h¹n nh­ ®èi víi Foraminifera, mét loµi sinh vËt phï du ph¸t triÓn kh¸ phong phó vµ réng r·i, cã cÊu t¹o c¸c phÇn cøng lµ canxi cacbonat, trong ®ã chñ yÕu lµ c¸c lo¹i canxit kh¸c nhau. Dùa vµo viÖc x¸c ®Þnh thµnh phÇn ®ång vÞ «xy trong khung x­¬ng canxit cña c¸c loµi foraminifera ®­îc b¶o tån trong tÇng trÇm tÝch §Ö tø trªn ®¸y ®¹i d­¬ng (t¹i nh÷ng khu vùc mµ x¸c cña chóng bÞ ch×m xuèng vµ l¾ng ®äng l¹i sau khi chÕt) ta cã thÓ biÕt ®­îc nh÷ng dao ®éng vÒ nhiÖt ®é cña bÒ mÆt n­íc biÓn. Tõ ®ã suy ra c¸c giai ®o¹n b¨ng hµ vµ qóa tr×nh biÕn ®æi ch©n tÜnh cña mùc n­íc biÓn (h×nh 6.10). KÕt qña thu ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh 6.10 thùc tÕ kh«ng ®¬n gi¶n nh­ vËy, ®Ó bøc tranh minh häa ë ®©y dÔ hiÓu h¬n, c¸c nhµ nghiªn cøu ®· dïng ph­¬ng ph¸p lo¹i bá nh÷ng suy luËn thiÕu tÝnh logÝc dùa trªn c¸c c¬ së khoa häc kh¸c nhau. C¸c nhËn ®Þnh ban ®Çu ®Òu cho r»ng sù kh¸c nhau vÒ gi¸ trÞ tØ sè 18O/16O gi÷a c¸c loµi forominifera phï du lµ do ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é n­íc biÓn tÇng mÆt n¬i chóng sinh sèng kh«ng gièng nhau.Nh­ng kÕt qña ph©n tÝch hãa th¹ch c¸c loµi foraminifera sèng b¸m ®¸y (t×m thÊy trong tÇng trÇm tÝch §Ö tø) còng cho thÊy nh÷ng sù kh¸c nhau kh¸ lín vÒ thµnh phÇn ®ång vÞ «xy gi÷a chóng. XÐt ë khÝa c¹nh nµo ®ã, ®iÒu nµy tá ra bÊt hîp lý v× nhiÖt ®é n­íc biÓn tÇng ®¸y ®¹i d­¬ng kh«ng thÓ cã sù biÕn thiªn lín ®Õn nh­ vËy nÕu vÉn dùa theo c¸nh suy luËn trªn. NhiÖt ®é n­íc biÓn nãi chung trªn c¸c ®¸y ®¹i d­¬ng ngµy nay gÇn nh­ chØ xª dÞch trong ph¹m vi tõ 0 - 20C. Gi¶ sö (nh­ng nhiÒu kh¶ n¨ng x¶y ra) nÕu nhiÖt ®é n­íc biÓn kh«ng cã sù thay ®æi lín qua c¸c ®ît t¹o b¨ng vµ tan b¨ng kh¸c nhau trong §Ö tø th× dùa trªn c¬ së nµo cã thÓ gi¶i thÝch ®­îc sù kh¸c nhau gi÷a c¸c tØ sè ®ång vÞ «xy cã trong thµnh phÇn canxit cña c¶ hai loµi sinh vËt sèng b¸m ®¸y vµ phï du? §Ó tr¶ lêi c©u hái trªn, chóng ta h·y b¾t ®Çu tõ viÖc xem xÐt l¹i hµm l­îng c¸c ®ång vÞ «xy trong n­íc. Nh­ ®· biÕt, «xy chiÕm tíi 90% träng l­îng cña n­íc vµ 16O nhÑ h¬n 18O. Do vËy, trong n­íc bèc h¬i th­êng cã xu h­íng giµu c¸c ph©n tö n­íc chøa ®ång vÞ «xy nhÑ (H216O) vµ nghÌo c¸c ph©n tö chøa ®ång vÞ «xy nÆng (H218O) so víi n­íc ch­a bÞ bèc h¬i (vÝ dô ë ®¹i d­¬ng). Khi h¬i n­íc ng­ng tô l¹i thµnh giät ®· x¶y ra qóa tr×nh ph©n chia ®ång vÞ ë møc ®é nhá theo chiÒu ng­îc l¹i, tøc lµ trong h¬i n­íc ng­ng tô thµnh h¹t m­a sÏ chøa nhiÒu ph©n tö
  17. cã ®ång vÞ nÆng (H218O) h¬n so víi h¬i n­íc ch­a ng­ng tô. Nh­ng do nhiÖt ®é trong qóa tr×nh bèc h¬i kh¸c víi nhiÖt ®é ng­ng tô nªn khèi l­îng c¸c ®ång vÞ bÞ ph©n chia tham gia vµo qóa tr×nh bèc h¬i th­êng lín h¬n. Tãm l¹i nhê chu tr×nh bèc h¬i – ng­ng tô x¶y ra trong khÝ quyÓn ®· dÉn ®Õn hÖ thèng ph©n chia c¸c ®ång vÞ «xy vµ n­íc ng­ng tô thµnh n­íc m­a giµu H216O h¬n so víi n­íc biÓn, nguån gèc ban ®Çu cña chóng. XÐt trªn quy m« toµn cÇu, khi h¬i n­íc giµu 16O kÕt tô thµnh tuyÕt vµ h×nh thµnh c¸c con s«ng b¨ng vµ mò b¨ng th× n­íc trong b¨ng sÏ nghÌo O18 (tØ sè 18 O/16O thÊp), trong khi n­íc trong ®¹i d­¬ng vÉn giµu 18O h¬n (tØ sè 18O/16O cao). NÕu líp b¨ng phñ cµng ph¸t triÓn th× khèi l­îng 16O bÞ t¸ch khái n­íc ®¹i d­¬ng (ë d¹ng H216O) cµng lín vµ tØ sè 18O/16O trong n­íc biÓn sÏ cµng t¨ng. Nh­ vËy, kho¶ng biÕn thiªn cña tØ sè ®ång vÞ «xy trong c¸c loµi foraminifera §Ö tø sèng phï du còng t­¬ng tù nh­ loµi sèng b¸m ®¸y v× c¸c gi¸ trÞ tØ sè ®ã lµ kÕt qña ph¶n ¸nh nh÷ng biÕn ®éng cña khèi l­îng n­íc bÞ “giam gi÷” trong c¸c mò b¨ng vµ s«ng b¨ng chø kh«ng ph¶i lµ kÕt qña t¸c ®éng trùc tiÕp cña nhiÖt ®é. Tuy nhiªn, trong mèi quan hÖ nµy, yÕu tè nhiÖt ®é vÉn gi÷ vai trß gi¸n tiÕp bëi lÏ chÝnh do sù suy gi¶m nhiÖt ®é bÒ mÆt tr¸i ®Êt trªn toµn cÇu mµ c¸c ho¹t ®éng b¨ng hµ diÔn ra cµng m¹nh mÏ h¬n. Ngoµi ra, ph¶n øng víi m«i tr­êng sèng cña c¸c loµi sinh vËt chØ thÞ còng lµ ®iÒu ®¸ng chó ý. Nh×n chung, c¸c loµi sinh vËt cã kh¶ n¨ng tiÕt ra canxi cacbonat khi sèng trong ®iÒu kiÖn m«i tr­êng n­íc l¹nh ®Òu cã tØ sè 18O/16O cao h¬n khi chóng sèng trong m«i tr­êng n­íc Êm. Tuy nhiªn, mçi loµi vÉn cã mét gi¸ trÞ tØ sè 18O/16O riªng kÓ c¶ khi sèng chung trong m«i tr­êng n­íc cã cïng nhiÖt ®é. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ gi¸ trÞ tØ sè 18O/16O cña hai loµi kh¸c nhau sèng trong cïng mét ®iÒu kiÖn m«i tr­êng sÏ kh¸c nhau vµ c¸c tØ sè nµy ®¹t gi¸ trÞ cao khi gÆp m«i tr­êng n­íc l¹nh vµ cã gi¸ trÞ thÊp khi gÆp m«i tr­êng n­íc Êm. TÊt c¶ nh÷ng vÊn ®Ò võa nªu trªn nh×n qua cã vÎ phøc t¹p, nh­ng thùc ra ®Òu tu©n theo mét logic rÊt ®¬n gi¶n cã thÓ tr×nh bµy ng¾n gän nh­ sau: 1. C¸c mò b¨ng cµng më réng th× tØ sè 18O/16O trong n­íc biÓn cµng lín. 2. TØ sè 18O/16O trong n­íc biÓn cµng lín th× gi¸ trÞ tØ sè 18O/16O trong c¸c m¶nh vôn x­¬ng sinh vËt cã cÊu t¹o canxi cacbonat sÏ cµng cao vµ ng­îc l¹i. 3. NhiÖt ®é n­íc biÓn cµng thÊp, tØ sè 18O/16O trong x­¬ng cña c¸c loµi sinh vËt cã cÊu t¹o bëi canxi cacbonat sÏ cµng cao nh­ng kh«ng gièng nhau bëi mçi loµi ®Òu cã mét gi¸ trÞ tØ sè riªng cho dï chóng cïng sèng trong mét ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é n­íc. Quy uíc tÝnh dùa theo  18O : ®Ó thèng nhÊt c¸c kÕt qña ph©n tÝch khèi phæ gi÷a nhiÒu phßng thÝ nghiÖm kh¸c nhau, ng­êi ta ®· ®­a ra mét mÉu chuÈn lµm ®èi chøng cho viÖc tÝnh to¸n c¸c tØ sè 18O/16O theo mét quy ­íc chung. MÉu chuÈn ë ®©y cã thÓ lµ mét mÉu n­íc ®¹i d­¬ng ngµy nay cã tÝnh ®¹i diÖn– (SMOW - Standard Mean Ocean Water), riªng ®èi víi c¸c nghiªn cøu liªn quan ®Õn biÕn ®æi mùc n­íc ng­êi ta hay sö dông mÉu chuÈn cã tªn gäi lµ PDB
  18. (B lµ ch÷ c¸i ®Çu cña tõ belemnite – mét hãa th¹ch cña loµi nhuyÔn thÓ hai m¶nh vá Ch©n ®Çu (Cephalopod) ®­îc t×m thÊy trong trÇm tÝch thuéc thµnh hÖ Peedee tuæi Creta n­íc Mü). TØ sè ®ång vÞ theo quy ­íc ®­îc thÓ hiÖn b»ng gi¸ trÞ  (delta) tÝnh theo ®¬n vÞ phÇn ngh×n (hoÆc mét phÇn triÖu) nh­ sau: (18  /16  )mÉu (18  /16  )mÉuchuÈn 18  1000 δ  (6.1) (18  /16  )mÉuchuÈn C©u hái 6.6 (a) Gi¸ trÞ d­¬ng 18O tÝnh ®­îc sÏ cho biÕt hµm l­îng 18O trong mÉu ph©n tÝch lín h¬n hay thÊp h¬n so víi mÉu chuÈn, nÕu mÉu chuÈn lµ SMOW (b) Gi¸ trÞ ©m  18O (so víi mÉu SMOW) cho ta biÕt ®iÒu g×? (c) Theo b¹n c¸c m¶nh vôn canxi cña tæ chøc sinh vËt ®ang sèng trong n­íc l¹nh cã gi¸ trÞ  18O cao h¬n hay thÊp h¬n so víi gi¸ trÞ nµy cña cïng loµi ®ã nh­ng sèng trong n­íc nãng? (d) So s¸nh víi mÉu chuÈn SMOW th× gi¸ trÞ  18O trong líp b¨ng phñ vïng cùc cã gi¸ trÞ d­¬ng hay ©m? Tõ c©u tr¶ lêi phÇn (d) cã thÓ suy luËn réng ra: nhiÖt ®é bèc h¬i cµng thÊp, h¬i n­íc cµng giµu 16O. Gi¸ trÞ 18O trong n­íc m­a ë c¸c vïng nhiÖt ®íi xÊp xØ b»ng kh«ng (tøc lµ tÝnh chÊt ®ång vÞ «xy cña nã gÇn gièng víi mÉu chuÈn SMOW), trong khi ®ã tuyÕt vµ b¨ng ë c¸c vïng cùc cã gi¸ trÞ 18O dao ®éng trong kho¶ng 30 phÇn ngh×n (b¨ng ë Greenland) ®Õn 50 phÇn ngh×n (b¨ng ë Nam cùc). C¸c øng dông gi¸ trÞ 18O : Cã thÓ nãi ng¾n gän r»ng sù kh¸c nhau cña c¸c gi¸ trÞ 18O thu ®­îc tõ viÖc ph©n tÝch nh÷ng mÉu hãa th¹ch foraminifera sèng trong §Ö tø lµ do t¸c ®éng cña nhiÒu qóa tr×nh tÝch tô 16O (víi møc ®é lµm giµu kh«ng gièng nhau) x¶y ra trong líp b¨ng phñ vïng cùc vµo thêi kú b¨ng hµ ®· khiÕn cho n­íc biÓn trong c¸c ®¹i d­¬ng giµu ®ång vÞ nÆng 18O. Theo ®ã, dùa vµo tØ sè 18O/16O cña c¸c loµi foraminifera, nhÊt lµ c¸c loµi sèng b¸m ®¸y trong vïng n­íc nhiÖt ®é thÊp cã thÓ dù ®o¸n ®­îc khèi l­îng n­íc ®¹i d­¬ng hiÖn ®ang bÞ giam gi÷ trong c¸c t¶ng b¨ng thêi kú ®ã ®Ó suy ra tèc ®é biÕn ®æi mùc n­íc trªn toµn cÇu. Th«ng qua viÖc so s¸nh thµnh phÇn ®ång vÞ «xy cña c¸c loµi foraminifera sèng trong thêi kú b¨ng hµ cuèi cïng vµo giai ®o¹n mùc n­íc biÓn bÞ h¹ thÊp cùc ®¹i víi c¸c loµi foraminifera ngµy nay, ng­êi ta cã thÓ x¸c lËp ®­îc mèi t­¬ng quan trùc tiÕp gi÷a thµnh phÇn ®ång vÞ «xy víi sù dao ®éng mùc n­íc gi÷a hai thêi kú. Ch¼ng h¹n, víi c¸c gi¸ trÞ 18O chªnh nhau 0,1 phÇn ngh×n sÏ t­¬ng ®­¬ng víi mùc n­íc dao ®éng ë møc 10m. Nh­ v©y, xÐt mèi t­¬ng quan nµy ta cã thÓ biÕt nh÷ng biÕn ®æi cña mùc n­íc biÓn toµn cÇu g©y ra bëi sù thay ®æi thÓ tÝch líp b¨ng phñ vïng cùc kÐo dµi trong suèt hai triÖu n¨m qua. MÆc dï c¸c sè liÖu ph©n tÝch mÉu hãa th¹ch foraminifera sèng b¸m ®¸y lµ c¬ së ®¸ng tin cËy cho viÖc viÖc suy ®o¸n dao ®éng mùc n­íc trong qóa khø, nh­ng
  19. c¸c th«ng tin bæ trî tõ viÖc ph©n tÝch c¸c hãa th¹ch foraminifera phï du vÉn rÊt cã gi¸ trÞ bëi ®©y lµ loµi cã sù ph¸t triÓn kh¸ phong phó vµ ®a d¹ng (h×nh 6.10). C©u hái 6.7 (a) T¹i sao ®èi víi c¸c nghiªn cøu x¸c ®Þnh dao ®éng mùc n­íc trong qu¸ khø, viÖc sö dông c¸c gi¸ trÞ 18O cña loµi foraminifera sèng b¸m ®¸y cã ý nghÜa h¬n so víi c¸c loµi phï du ? (b) Dùa vµo h×nh 6.10, h·y ®¸nh gi¸ møc ®é biÕn ®æi cña mùc n­íc trong c¸c thêi kú d©ng cao (i) sau b¨ng hµ lÇn cuèi cïng vµ (ii) c¸ch ®©y kho¶ng 123.000 n¨m khi khÝ hËu cã sù Êm lªn vµo giai ®o¹n gian b¨ng. (c) Trong sè c¸c ®ît d©ng lªn vµ h¹ thÊp cña mùc n­íc biÓn x¶y ra trong suèt 800.000 n¨m qua (h×nh 6.10, (i) lÇn dao ®éng lín vµ ®¸ng chó ý nhÊt cã ph¶i lµ ®ît dao ®éng cuèi cïng x¶y ra gÇn ®©y vµ (ii) c¸c dao ®éng n­íc d©ng nãi chung th­êng x¶y ra víi biªn ®é lín h¬n so víi c¸c dao ®éng n­íc h¹? Nh÷ng dao ®éng mùc n­íc trong thêi kú §Ö tø tõ 100m trë lªn (h×nh 6.10) lµ kÕt qu¶ cña sù hao hôt vµ phôc håi cña kho¶ng 50×106 km3 n­íc trong ®¹i d­¬ng. NÕu gi¶ sö toµn bé líp b¨ng phñ vïng cùc bÞ tan ch¶y th× sÏ cã kho¶ng 30×106 km3 n­íc ®­îc gi¶i tho¸t ®æ vÒ ®¹i d­¬ng khiÕn mùc n­íc biÓn thÕ giíi cã thÓ d©ng lªn trªn 60m. §· cã nhiÒu b»ng chøng thuyÕt phôc cho thÊy nh÷ng dao ®éng mùc n­íc ng¾n h¹n ®Æc tr­ng cho thêi kú b¨ng hµ lµ sù ph¸t triÓn kÕ tiÕp gi÷a c¸c giai ®o¹n t¹o b¨ng vµ ng­ng nghØ x¶y ra liªn tôc trong thêi gian dµi ë c¸c vïng cùc. §iÒu nµy cã thÓ nhËn thÊy rÊt râ qua lÞch sö h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn líp b¨ng phñ Nam cùc. 6.2.4. Sù ph¸t triÓn cña líp b¨ng phñ vïng Nam Cùc Nh÷ng th«ng tin vÒ qóa tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn cña líp b¨ng phñ vïng Nam cùc chñ yÕu dùa vµo c¸c nghiªn cøu vÒ ®Æc ®iÓm trÇm tÝch ®¸y biÓn bao quanh khu vùc nµy vµ tØ sè ®ång vÞ «xy th«ng qua viÖc ph©n tÝch c¸c mÉu hãa th¹ch foraminifera trong trÇm tÝch. CÊu tróc ph©n bè ®Þa tÇng cña c¸c trÇm tÝch cã nguån gèc b¨ng hµ, di chuyÓn quanh Nam cùc lµ n¬i l­u gi÷ nh÷ng b»ng chøng x¸c thùc tèt nhÊt v× mÊy ®Æc tr­ng sau : 1. Chøa ®ùng c¸c m¶nh vôn ®¸ gèc cã nguån gèc tõ lôc ®Þa Nam cùc do c¸c t¶ng b¨ng tr«i mang ra biÓn vµ ®­îc trÇm ®äng l¹i khi b¨ng tan. 2. Cã ®é chän läc kÐm (®a d¹ng vÒ kÝch th­íc h¹t) kh¸c h¼n víi c¸c trÇm tÝch vïng r×a lôc ®Þa t¹i nh÷ng khu vùc kh«ng cã b¨ng. 3. C¸c h¹t th¹ch anh trong trÇm tÝch cã ®Æc ®iÓm bÒ mÆt kh¸c biÖt mang ®Æc tr­ng riªng cña vïng cã b¨ng phñ (®iÒu nµy cã thÓ nhËn quan s¸t thÊy qua kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt). DÊu vÕt cßn l¹i cña c¸c m¶nh vôn bÞ cuèn theo b¨ng ®­îc t×m thÊy trong trÇm tÝch tuæi Eocen muén (kho¶ng 40 triÖu n¨m) ë vïng biÓn ngoµi kh¬i phÝa t©y cña Nam cùc ®· nãi lªn r»ng khu vùc nµy ®· tõng bÞ ®ãng b¨ng mét phÇn vµo thêi kú ®ã, cho dï c¸c d÷ liÖu ph©n tÝch ®ång vÞ «xy kh«ng cho thÊy nh÷ng biÓu hiÖu tÝch ®äng b¨ng lín ë ®©y. BiÓu hiÖn x¸c thùc ®Çu tiªn vÒ sù hiÖn diÖn
  20. cña c¸c m¶nh vôn do b¨ng di chuyÓn lµ trong tÇng trÇm tÝch Oligocen muén (kho¶ng 25 triÖu n¨m) vïng ngoµi kh¬i phÝa ®«ng Nam cùc. TØ lÖ vËt liÖu do b¨ng hµ ®­a ®Õn t¨ng dÇn trong c¸c trÇm tÝch trÎ vµ trë nªn kh¸ phæ biÕn trong kû §Ö tø. Nh­ vËy, líp b¨ng phñ vïng Nam cùc ®· tån t¹i Ýt nhÊt lµ 25 triÖu n¨m vµ cã thÓ sím h¬n. C¸c dÊu hiÖu trÇm tÝch vÒ sù ph¸t triÓn cña líp b¨ng phñ vïng Nam cùc cµng ®­îc lµm s¸ng tá thªm nhê kÕt qña ph©n tÝch ®ång vÞ «xy hãa th¹ch vµ qua ®ã còng cho biÕt sù suy gi¶m nhiÖt ®é n­íc ®¹i d­¬ng t¹i khu vùc cùc nam cña Tr¸i ®Êt. H×nh 6.11: T­¬ng quan gi÷a thµnh phÇn ®ång vÞ «xy vµ nhiÖt ®é n­íc biÓn bÒ mÆt vïng Nam cùc dùa theo kÕt qña nghiªn cøu hãa th¹ch foraminifera phï du ®­îc t×m thÊy trong c¸c mÉu lâi khoan s©u ®¹i d­¬ng (dù ¸n DSDP). C¸c mÉu lùa chän ®­îc ®Æt ë nh÷ng vÞ trÝ c¸ch ®Òu nhau ®Ó kho¶ng thêi gian gi÷a c¸c thêi kú thÓ hiÖn trªn trôc ®øng phÝa bªn ph¶i kh«ng trïng víi bÒ dµy cña trÇm tÝch hay ®é tuæi chªnh lÖch gi÷a chóng (xem b¶ng thang tuæi ®Þa chÊt, phÇn phô lôc). Ghi chó: MÉu chuÈn ®­îc sö dông ®Ó tÝnh tØ sè ®ång vÞ ë ®©y kh«ng gièng víi mÉu chuÈn dïng cho ®å thÞ trªn h×nh 6.10. §©y chØ lµ nh÷ng mÉu chuÈn ®¹i diÖn cho mét kho¶ng thêi gian, kÐo dµi trong giíi h¹n tuæi Pleistoxen; nh­ng ph­¬ng ph¸p x©y dùng ®å thÞ trªn th× kh«ng thay ®æi ®èi víi tÊt c¶ c¸c mÉu chuÈn kh¸c nhau C©u hái 6.8 (a) Dùa vµo h×nh 6.11, h·y x¸c ®Þnh nhiÖt ®é n­íc biÓn bÒ mÆt khi nh÷ng dÊu hiÖu ®Çu tiªn vÒ c¸c m¶nh vôn do b¨ng di chuyÓn xuÊt hiÖn trong trÇm tÝch ®­îc ghi nhËn? (b) Nh÷ng biÓu hiÖn nµo cho thÊy cã sù liªn quan ®Õn tèc ®é b¾t ®Çu ph¸t triÓn nhanh cña líp b¨ng phñ vïng Nam cùc vµ ®¹t tíi sù ph¸t triÓn cùc ®¹i vµo thêi kú b¨ng hµ Pleistocen?
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học