Vỏ sò trên núi cao: vì sao hoá thạch biển lại nằm trên đỉnh núi

Vỏ sò, san hô hoá thạch nằm trên núi cao vì những lớp đá chứa chúng đã hình thành dưới đáy biển hàng triệu đến hàng trăm triệu năm trước, rồi bị các mảng kiến tạo xô ép, nâng lên thành núi. Biển không dâng lên tới đỉnh núi; chính đáy biển đã được đẩy lên. Ở vùng thấp hơn, còn có lý do thứ hai: mực nước biển từng cao hơn hiện nay vài mét trong vài nghìn năm trước, để lại vỏ sò và ngấn biển trong hang ven biển.

Cảnh lạ trên núi đá

Leo những dãy núi đá vôi ở Ninh Bình, Hà Giang cũ (nay thuộc Tuyên Quang), Cao Bằng hay vùng Phong Nha (nay thuộc Quảng Trị), người tinh mắt đôi khi thấy trên mặt đá những hình như bông hoa nhỏ, như vỏ ốc xoắn, như ống tròn có vách ngăn. Đó là hoá thạch của san hô, tay cuộn, huệ biển, chân bụng. Trên đỉnh Everest cao nhất thế giới, các nhà địa chất đã tìm thấy đá vôi chứa hoá thạch sinh vật biển như huệ biển và bọ ba thuỳ.

Người xưa ở nhiều nơi lý giải cảnh này bằng những trận đại hồng thuỷ. Leonardo da Vinci (cuối thế kỷ 15, đầu thế kỷ 16) là một trong những người sớm phản bác: trong sổ ghi chép, ông lập luận rằng vỏ sò nằm thành lớp, có con còn nguyên hai mảnh vỏ khép, có tổ ăn mòn, cho thấy chúng đã sống và chết tại chỗ chứ không bị một trận lũ cuốn lên.

Bước một: đá hình thành dưới đáy biển

Ở biển nông ấm, san hô, sò, ốc, trùng lỗ và vô số sinh vật nhỏ xíu khác tạo vỏ, xương bằng canxi cacbonat. Khi chết, vỏ và xương chìm xuống, lẫn với bùn vôi. Lớp này chồng lên lớp kia qua hàng triệu năm, bị nén chặt, các hạt gắn kết lại thành đá vôi. Những vỏ to còn giữ được hình dạng trở thành hoá thạch.

Năm 1669, nhà khoa học Nicolas Steno đặt ra những nguyên lý nền tảng của địa tầng học: các lớp trầm tích ban đầu nằm ngang, lớp dưới cũ hơn lớp trên. Vì vậy khi thấy lớp đá có hoá thạch biển dựng nghiêng hay uốn cong trên vách núi, nhà địa chất biết chúng đã bị biến dạng sau khi hình thành.

Phần lớn núi đá vôi ở miền Bắc nước ta, từ Hạ Long, Cát Bà tới Tràng An, Phong Nha – Kẻ Bàng, được tạo nên từ những lớp trầm tích biển như vậy, có tuổi khoảng vài trăm triệu năm, thuộc các kỷ Devon, Cacbon, Pecmi hay Trias tuỳ vùng theo các nghiên cứu địa chất.

Bước hai: đáy biển được nâng thành núi

Lớp vỏ Trái Đất chia thành nhiều mảng lớn, trôi chậm vài xăng-ti-mét mỗi năm, cỡ tốc độ móng tay mọc. Khi hai mảng xô vào nhau, các lớp đá giữa chúng bị ép, uốn nếp, gãy, chồng lên nhau và bị đẩy lên cao. Dãy Himalaya là ví dụ rõ nhất: mảng Ấn Độ xô vào mảng Á – Âu từ khoảng 50 triệu năm trước, đẩy trầm tích của một đại dương cổ nằm giữa hai mảng lên thành những đỉnh cao tám nghìn mét. Dãy núi này đến nay vẫn còn đang được nâng.

Ở Việt Nam, các vùng đá vôi được nâng lên qua nhiều pha vận động kiến tạo kéo dài hàng chục triệu năm. Sau khi nhô khỏi mặt nước, đá vôi bị nước mưa có tính axit nhẹ hoà tan dần, tạc thành những khối tháp, hang động, thung lũng karst như ta thấy ngày nay.

Lý do thứ hai: biển từng dâng cao hơn bây giờ

Ở những vùng thấp gần bờ, có một hiện tượng khác dễ nhầm. Sau thời kỳ băng hà cuối cùng, băng tan làm mực nước biển dâng nhanh. Các nhà địa chất Việt Nam gọi đợt này là biển tiến Flandrian (hay Holocen). Vào khoảng 6.000–5.000 năm trước, ở nhiều đoạn bờ biển nước ta, mực biển cao hơn hiện nay vài mét, nước tràn sâu vào đồng bằng Bắc Bộ, tới chân các dãy núi đá vôi. Sau đó biển lùi dần.

Bằng chứng còn lại:

• Ngấn biển: những rãnh lõm do sóng và sinh vật ăn mòn chân vách đá vôi, nay nằm cao hơn mặt đất hoặc mặt nước, thấy được ở vùng Tràng An, Hạ Long.
• Vỏ sò ốc biển trong hang: các tầng vỏ hàu, sò, ốc biển trong hang và dưới mái đá vùng Tràng An, một phần là bãi vỏ do người tiền sử ăn để lại. Đây là một trong các giá trị khiến Quần thể danh thắng Tràng An được UNESCO công nhận di sản hỗn hợp năm 2014.
• Trầm tích biển dưới đồng bằng: khoan sâu dưới Hà Nội và đồng bằng Bắc Bộ gặp các lớp sét chứa vỏ sinh vật biển.

Như vậy cần phân biệt: hoá thạch nằm trong đá vôi trên đỉnh núi là đáy biển cổ hàng trăm triệu năm tuổi bị nâng lên; còn vỏ sò rời trong hang thấp và ngấn biển ở chân núi là dấu vết biển dâng chỉ vài nghìn năm trước.

Hiểu lầm thường gặp

• "Biển từng ngập tới đỉnh Everest." Không. Đá ở đỉnh Everest hình thành dưới biển rồi bị nâng lên. Không có thời điểm nào nước biển cao tám nghìn mét.
• "Vỏ sò trên núi là do chim, người mang lên." Có trường hợp vỏ sò rời là do người tiền sử hay chim mang lên, nhưng hoá thạch gắn liền trong đá, nằm thành lớp, đã hoá đá cùng đá, thì không thể mang lên được.
• "Núi đá vôi là đá núi lửa." Đá vôi là đá trầm tích, chủ yếu do sinh vật biển tạo ra. Đá núi lửa như bazan hình thành từ dung nham, không chứa hoá thạch sò ốc.
• "Hoá thạch là vỏ sò khô lâu năm." Hoá thạch thật sự là vỏ đã bị khoáng chất thay thế hoặc để lại khuôn trong đá qua hàng triệu năm. Vỏ sò rời vài nghìn năm tuổi chưa phải là hoá thạch đúng nghĩa.

Tự quan sát / tự thử an toàn

1. Tìm hoá thạch trong đá lát. Nhiều bậc thềm, mặt bàn, sàn nhà dùng đá vôi đánh bóng hoặc đá hoa cương nhân tạo có lẫn đá vôi. Nhìn kỹ có thể thấy những lát cắt vỏ sò, san hô, ống tròn. Sảnh một số toà nhà, nhà ga là nơi hay gặp.
2. Bảo tàng. Bảo tàng Địa chất (Hà Nội) và Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam trưng bày các mẫu hoá thạch tìm thấy ở Việt Nam. Hỏi hướng dẫn viên về tuổi và nơi tìm thấy từng mẫu.
3. Thử giấm. Nhỏ vài giọt giấm ăn lên một mẩu đá vôi nhỏ nhặt được ngoài đường, một mảnh vỏ sò và một viên phấn: cả ba sủi bọt nhẹ vì cùng là canxi cacbonat. Nhỏ lên viên sỏi thạch anh thì không sủi. Đây là cách nhà địa chất nhận ra đá vôi ngoài thực địa (họ dùng axit loãng hơn và có bảo hộ).
4. Mô hình nâng núi. Xếp chồng vài lớp đất nặn nhiều màu, ấn vài vỏ ốc nhỏ vào lớp giữa. Đặt hai tấm gỗ hai đầu, đẩy từ từ vào giữa: các lớp uốn cong, "vỏ ốc" bị đẩy lên cao.

An toàn: chỉ dùng giấm ăn, không dùng axit mạnh. Không đục, gõ, lấy đá và hoá thạch ở các khu di sản, vườn quốc gia, công viên địa chất như Tràng An, Hạ Long, Phong Nha – Kẻ Bàng, Cao nguyên đá Đồng Văn: vừa vi phạm quy định bảo tồn vừa làm mất dấu vết khoa học. Leo núi đá phải đi theo đường mòn, có người hướng dẫn.