Luận án tiến sĩ về địa tầng và môi trường trầm tích Holocen tại vùng ven biển sông Tiền

Luận án tiến sĩ nghiên cứu địa tầng và môi trường trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền, cung cấp cái nhìn sâu sắc về biến đổi môi trường.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Cúc
• Người hướng dẫn: PGS. Tạ Hòa Phương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Cổ sinh và Địa tầng
• Đề tài: Địa Tầng Và Môi Trường Trầm Tích Holocen Vùng Ven Biển Sông Tiền
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên
• 1.2. Vị trí địa lý
• 2. CHƯƠNG 2: LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU, CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM HÓA THẠCH DIATOMEAE TRONG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN
• 4. CHƯƠNG 4: ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI ĐỊA TẦNG DIATOMEAE TRONG TRẦM TÍCH HOLOCEN VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN
• 5. CHƯƠNG 5: MÔI TRƯỜNG TRẦM TÍCH VÙNG VEN BIỂN SÔNG TIỀN TRONG HOLOCEN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về vùng nghiên cứu

Vùng ven biển sông Tiền, nằm ở phía đông nam Tây Nam Bộ, là khu vực có vị trí địa lý quan trọng. Vùng này bao gồm các tỉnh Tiền Giang, Bến Tre và Trà Vinh, với các cửa sông như Cửa Tiểu, Cửa Đại, và Cửa Cung Hầu. Đặc điểm khí hậu và thủy văn của vùng nghiên cứu ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và phát triển của địa tầng và môi trường trầm tích. Đặc biệt, địa hình ven biển và các yếu tố tự nhiên khác đã tạo ra môi trường sống đa dạng cho các nhóm sinh vật, trong đó có Diatomeae. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng môi trường trầm tích ở đây rất phong phú, với sự hiện diện của nhiều loại hóa thạch, đặc biệt là trong giai đoạn Holocen. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu địa chất ven biển nhằm hiểu rõ hơn về sự biến đổi môi trường và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ sinh thái.

1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

Vùng nghiên cứu có điều kiện tự nhiên đa dạng, bao gồm khí hậu nhiệt đới gió mùa, với mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Đặc điểm thủy văn của sông Tiền cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành môi trường trầm tích. Các yếu tố như dòng chảy, mực nước biển và sự biến đổi khí hậu đã ảnh hưởng đến sự phân bố của các loại trầm tích và hóa thạch trong khu vực. Nghiên cứu cho thấy rằng địa tầng Holocen ở đây chứa đựng nhiều thông tin quý giá về lịch sử phát triển của vùng ven biển, từ đó giúp xác định các xu thế biến động môi trường trong quá khứ và hiện tại.

II. Lịch sử nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

Lịch sử nghiên cứu về địa tầng và môi trường trầm tích ở vùng ven biển sông Tiền đã có nhiều công trình đáng chú ý. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc phân tích hóa thạch Diatomeae và các yếu tố địa chất khác. Phương pháp nghiên cứu bao gồm cả khảo sát thực địa và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm. Việc sử dụng các công nghệ hiện đại trong phân tích hóa thạch đã giúp làm rõ hơn về sự phân bố và đặc điểm của các nhóm sinh thái trong trầm tích Holocen. Các phương pháp này không chỉ giúp xác định các kiểu môi trường mà còn cung cấp thông tin về sự biến đổi của môi trường tự nhiên qua các thời kỳ khác nhau.

2.1 Cách tiếp cận nghiên cứu

Cách tiếp cận nghiên cứu được thực hiện theo hướng sinh địa tầng và cổ sinh thái. Nghiên cứu sinh đã thu thập mẫu từ nhiều lỗ khoan khác nhau, từ đó phân tích thành phần hóa thạch và đặc điểm trầm tích. Việc phân chia các phân vị sinh thái địa tầng dựa trên sự phân bố của Diatomeae đã giúp xác định rõ hơn về các kiểu môi trường trầm tích trong Holocen. Các kết quả thu được không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc quản lý và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên tại vùng ven biển.

III. Đặc điểm hóa thạch Diatomeae trong trầm tích Holocen

Hóa thạch Diatomeae trong trầm tích Holocen vùng ven biển sông Tiền thể hiện sự phong phú và đa dạng. Các nhóm sinh thái Diatomeae được phân chia thành bốn loại chính: Diatomeae biển trôi nổi, Diatomeae đới bờ trôi nổi, Diatomeae đới bờ bám đáy và Diatomeae nước ngọt. Sự phân bố của các nhóm này không chỉ phản ánh điều kiện môi trường mà còn cho thấy sự thay đổi của môi trường trầm tích qua các giai đoạn khác nhau. Nghiên cứu cho thấy rằng hóa thạch Diatomeae có thể được sử dụng như một chỉ thị môi trường hiệu quả, giúp xác định các điều kiện cổ khí hậu và cổ địa lý.

3.1 Thành phần và phân loại Diatomeae

Thành phần phân loại của Diatomeae trong trầm tích Holocen cho thấy sự đa dạng về loài và nhóm sinh thái. Các loài Diatomeae điển hình được phát hiện trong vùng nghiên cứu không chỉ có giá trị trong việc xác định môi trường sống mà còn cung cấp thông tin về sự biến đổi khí hậu trong quá khứ. Mật độ của hóa thạch Diatomeae trong mẫu trầm tích cũng cho thấy sự thay đổi của môi trường sống qua các thời kỳ, từ môi trường biển đến môi trường nước ngọt. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của Diatomeae trong nghiên cứu địa tầng và môi trường trầm tích.

IV. Môi trường trầm tích vùng ven biển sông Tiền trong Holocen

Môi trường trầm tích ở vùng ven biển sông Tiền trong Holocen được phân chia thành ba kiểu chính: môi trường sông và cửa sông ven biển, môi trường estuary-vũng vịnh, và môi trường châu thổ. Mỗi kiểu môi trường đều có những đặc điểm riêng biệt, phản ánh sự tương tác giữa các yếu tố tự nhiên và hoạt động của con người. Nghiên cứu cho thấy rằng môi trường sông chủ yếu chứa trầm tích cát-bột-sét, trong khi môi trường estuary lại phong phú hóa thạch Diatomeae biển. Điều này cho thấy sự đa dạng và phong phú của môi trường trầm tích trong khu vực, đồng thời cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bảo tồn và quản lý tài nguyên thiên nhiên.

4.1 Xu thế biến động môi trường trầm tích Holocen

Xu thế biến động môi trường trong Holocen tại vùng ven biển sông Tiền cho thấy sự thay đổi rõ rệt qua các giai đoạn biển tiến và biển thoái. Giai đoạn biển tiến Holocen sớm-giữa chứng kiến sự gia tăng của các môi trường biển, trong khi giai đoạn biển thoái Holocen muộn lại cho thấy sự xuất hiện của các môi trường nước ngọt. Những biến động này không chỉ ảnh hưởng đến sự phân bố của các nhóm sinh vật mà còn tác động đến đời sống của cư dân địa phương. Việc hiểu rõ về xu thế biến động này có ý nghĩa quan trọng trong việc lập kế hoạch phát triển bền vững cho vùng ven biển.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 1. Vị trí địa lý Vùng nghiên cứu nằm ở phía đông nam Tây Nam Bộ, thuộc vùng ven biển của ba tỉnh Tiền Giang, Bến Tre và Trà Vinh (Hình 1.1) Kinh độ : 106O 11’ 6’’- 106O56’14’’ Đ Vĩ độ: 9O 38’ 53’’-10O 19’23’’ B Với vị trí này, vùng nghiên cứu nằm ở khoảng nửa phía bắc của vùng châu thổ Cửu Long. Vùng nghiên cứu bao gồm các dải đất ven biển sông Tiền (Cửa Tiểu, Cửa Đại, Cửa Ba Lai, Cửa Hàm Luông, Cửa Cổ Chiên và Cửa Cung Hầu) tính từ đường bờ biển về phía lục địa vào sâu khoảng 10-15 km, phụ thuộc vào tính chất của từng cửa sông.

Với đường bờ biển dài hàng trăm kilômét, vùng châu thổ sông Tiền và nhất là vùng cửa sông rất thuận lợi cho việc phát triển kinh tế biển: thủy hải sản, nông lâm ngư nghiệp biển, công nghiệp hướng biển, thương cảng, cảng cá, dịch vụ cảng biển, xuất nhập khẩu, du lịch biển, vận tải biển. Vùng nghiên cứu đã được thiên nhiên ưu đãi rất lớn về sông (mạng lưới sông suối dày đặc), có tiềm năng to lớn về kinh tế biển, có khoảng 180 km đường bờ biển với vùng biển rộng lớn. Tuy nhiên, bên cạnh những tiềm năng to lớn mà thiên nhiên ban tặng thì vùng nghiên cứu cũng hứng chịu nhiều thiên tai như bão, gió chướng, triều cường, nước dâng,. gây xói lở, bồi lấp, phá hủy các công trình cầu cảng, phá vỡ cấu trúc sinh thái ven biển, gây không ít khó khăn cho hoạt động sản xuất và an ninh quốc phòng [11].

Đặc điểm khí hậu, khí tượng Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa cận xích đạo, không chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới, nhưng lại bị tác động mạnh mẽ của gió Đông Nam từ biển thổi vào. Nắng: Nằm ở vĩ độ thấp của vùng nhiệt đới, mặt trời chiếu sáng quanh năm. Mùa khô dài đến 6 - 7 tháng, ít mây nên rất dồi dào về ánh sáng, còn được gọi là mùa nắng. Tiền Giang là nơi có tổng số giờ nắng trong năm cao nhất vùng (2.

Tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 3 (298 giờ). Tháng có số giờ nắng thấp nhất là tháng 9 (165 giờ). Trong mùa nắng trung bình mỗi ngày có gần 10 giờ nắng, vào mùa mưa giờ nắng trong ngày giảm xuống còn khoảng 5,5 giờ [11]. Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm từ 26,0 đến 27,6OC, khá ổn định.

Biên độ nhiệt trung bình giữa các thông số dao động từ 3 đến 5OC. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối vào tháng 4 (36,7OC); nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối vào tháng 1 (18,5OC). Số giờ nắng trong năm trung bình từ 2. Bức xạ: Lượng bức xạ ở khu vực lớn và ổn định.

Lượng bức xạ tổng cộng trung bình ngày lớn nhất vào tháng 3 (548 calo/cm2/ngày) và nhỏ nhất vào tháng 9 (397 calo/cm2/ngày)[11]. Với chế độ nắng, bức xạ, nhiệt như vậy, cây trồng có thể phát triển quanh năm. Trong nông nghiệp có thể gieo trồng ba vụ lúa trong năm, nếu có điều kiện về đất và nước, chuyển dịch thời vụ ít có ảnh hưởng tới năng suất và sản lượng. Cần chú ý rằng với một môi trường như vậy, sâu bệnh cũng có điều kiện tốt để phát triển.

Độ ẩm: Sự chênh lệch độ ẩm qua các tháng không lớn. Độ ẩm trung bình tháng thay đổi từ 76,7% (tháng 3) đến 87,3% (tháng 9), sai biệt tối đa của độ ẩm trung bình giữa các tháng là 10,6%. Độ ẩm trung bình năm 82,7%; độ ẩm tối cao trung bình năm 93,2%; độ ẩm tối thấp trung bình năm 65,2% [11]. Mưa: Lượng mưa trung bình trong năm ở vùng nghiên cứu đạt 1.403mm, được chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và vùa khô.

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 16 z 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa tập trung trong mùa mưa tới 85,6% tổng số lượng mưa cả năm, với số ngày mưa trung bình đạt từ 110-150 ngày. Lượng mưa tập trung vào tháng 10 chiếm 17,3% lượng mưa cả năm. Các tháng mùa khô đều ít mưa.

Đặc biệt là tháng 1 và tháng 2 rất ít mưa, lượng mưa dưới 20mm/tháng [11]. Gió: Chế độ gió tại vùng nghiên cứu được phân thành hai mùa rõ rệt: Mùa gió Đông Bắc và mùa gió Tây Nam. Mùa gió Đông Bắc bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Mùa gió Tây Nam bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 9.

Mùa gió Đông Bắc chủ yếu thịnh hành hướng gió Đông Bắc và Đông. Tần suất hướng gió này theo các tháng dao động từ 66 - 86%. Mùa gió Tây Nam chủ yếu thịnh hành hướng gió Tây Nam và Tây, tần suất giữa các tháng dao động 42-85%. Tháng 4 và tháng 10 là hai tháng giao thời, hướng và tốc độ gió luôn thay đổi.

Tháng 1 là tháng đặc trưng cho mùa gió Đông Bắc còn tháng 7 là tháng đặc trưng cho mùa gió Tây Nam [11]. Tại vùng biển ngoài khơi vùng nghiên cứu gió có tốc độ trung bình năm là 4,4m/s. Thời kỳ ổn định của gió mùa Đông Bắc tốc độ trung bình tháng dao động từ 4,7-5,9m/s. Mùa gió Tây Nam từ 2,7-4,9m/s.

Tốc độ cực đại quan trắc được đến 30m/s. Hai tháng giao thời, tháng 4 và tháng 10 tốc độ nhỏ hơn, xấp xỉ 3m/s [11]. Thời tiết đặc biệt: Bão và áp thấp nhiệt đới rất ít khi đổ bộ trực tiếp vào khu vùng nghiên cứu, thường chỉ ảnh hưởng đến vùng. Khi có hiện tượng thời tiết đặc biệt như trên, gió trong vùng không mạnh, nhưng lượng mưa gia tăng.

Ở Nam biển Đông, bão và áp thấp nhiệt đới có khả năng xuất hiện vào tất cả các tháng trong năm, nhưng tập trung nhiều vào các tháng 9, 10, 11 và 12, trong các tháng 1, 2, 3, 4 và 5 khả năng xuất hiện của chúng nhỏ (< 5%) [11]. Đặc điểm thủy văn a. Mạng lưới sông suối Vùng ven biển sông Tiền thuộc hạ lưu lưu vực sông Cửu Long. Khi chảy qua biên giới Việt Nam-Campuchia, sông Cửu Long chia ra hai nhánh lớn là sông Tiền và sông Hậu, trong đó sông Tiền vận chuyển khoảng 70% lượng nước và bùn cát, 17 z sông Hậu vận chuyển khoảng 30% tổng lượng nước và bùn cát lơ lửng của cả hệ thống sông Mê Kông.

Bên trong lãnh thổ Việt Nam nước giữa hai nhánh sông lớn được phân chia và điều hoà lại, một phần nước sông Tiền chảy sang sông Hậu qua nhánh sông Vàm Nao (thuộc địa phận tỉnh An Giang), do vậy trước khi chảy ra biển lượng nước trên sông Tiền và sông Hậu xấp xỉ như nhau, độ chênh lệch lưu lượng nước giữa hai nhánh sông lớn này không cao, ít khi vượt quá 2% [11]. Trước đây nước sông Cửu Long chảy ra biển Đông thông qua chín cửa sông, gồm nhánh sông Tiền chia nước qua sáu cửa (cửa Tiểu, cửa Đại, cửa Ba Lai (đã đắp đập), cửa Cung Hầu, cửa Cổ Chiên, cửa Hàm Luông) và nhánh sông Hậu chia nước qua ba cửa (Định An, Bát Sắc (đã bồi lấp), Tranh Đề), vì vậy đoạn sông Mê Kông chảy trên đất Việt Nam có tên là Cửu Long (Chín con rồng). Nhưng hiện nay, cửa Ba Lai (thuộc sông Tiền) đã ngừng chảy do có đập và cống Ba Lai ngăn lại (năm 1999), cửa chính Bát Sắc (thuộc sông Hậu) đã ngừng hoạt động từ nhiều năm qua do Cù Lao Dung phát triển bồi tụ mạnh và cửa sông đã bị bồi lấp. Như vậy, về thực chất hiện nay dòng sông Cửu Long chỉ còn 7 cửa sông đang hoạt động là: cửa Tiểu, cửa Đại, cửa Hàm Luông, cửa Cổ Chiên, cửa Cung Hầu (thuộc sông Tiền), cửa Định An, cửa Tranh Đề (thuộc sông Hậu) [11].

Mạng lưới sông, kênh, rạch phát triển rất mạnh mẽ trong vùng đồng bằng sông Tiền. Mật độ mạng lưới thuộc vào loại lớn nhất trên lãnh thổ nước ta, dao động từ 2 đến 4km/km2 [11]. Chế độ dòng chảy Chế độ dòng chảy đồng bằng sông Tiền chịu ảnh hưởng mạnh của nhiều yếu tố tác động: dòng chảy sông Cửu Long, thủy triều biển Đông, thủy triều biển Tây- vịnh Thái Lan và chế độ mưa ở đồng bằng. Nguồn nước chảy về sông Cửu Long là khá lớn, hằng năm có khoảng 422 tỷ m3 nước từ thượng nguồn cộng với lượng nước mưa trung bình năm cung cấp cho sông Cửu Long khoảng 67 tỷ m3.

Tổng lượng nước hằng năm ở đồng bằng sông Cửu Long khoảng 500 tỷ m3. Trong đó sông Tiền chiếm 70% lượng nước của sông Cửu Long [11]. 18 z Dòng chảy sông Cửu Long có hai mùa rõ rệt là mùa lũ và mùa kiệt. Ở thượng lưu mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng XI, mùa kiệt bắt đầu từ tháng XII và kết thúc vào tháng V.

Biển Hồ có vai trò điều tiết dòng chảy ở hạ lưu Phnôm Pênh, tuy thế ở hạ lưu vẫn còn sự tương phản sâu sắc giữa mùa lũ và mùa kiệt, lưu lượng giữa tháng lớn nhất và tháng nhỏ nhất vẫn chênh lệch rất lớn. Vào mùa lũ, lưu lượng tăng cao đột ngột và đạt trung bình từ 20.000m3/s, trong đó vào mùa khô lưu lượng giảm nhỏ và chỉ còn khoảng 2.000m3/s, bằng 10-20% lưu lượng các tháng mùa lũ [11]. Mùa lũ: So với lũ ở vùng thượng lưu, lũ đồng bằng sông Cửu Long diễn ra hiền hòa hơn. Do tác dụng điều tiết của Biển Hồ và khi về đến đồng bằng lại có dòng chảy tràn bờ nên mực nước lũ ở Tân Châu, Châu Đốc dâng từ từ.

Lũ lên và xuống với cường suất nhỏ, trung bình 5-7cm/ngày. Những trận lũ lớn và sớm cũng chỉ đạt 10-12 cm/ngày. Cường suất lũ lớn nhất trong thời đoạn ngắn cũng chỉ đạt 20-30cm/ngày. Tốc độ truyền lũ chậm 1,5-2km/h, nếu gặp kỳ triều cường tốc độ truyền lũ giảm đi rõ rệt, vì vậy khả năng thoát lũ kém.

Một đặc điểm nổi bật là lũ đồng bằng sông Cửu Long là lũ một đỉnh. Đỉnh lũ xuất hiện vào cuối tháng IX đến nửa đấu tháng X. Tháng VIII cũng thường xất hiện đỉnh phụ, bởi sau đỉnh này vào tháng IX lũ hoặc bị hạ thấp đôi chút hoặc gần lằm ngang hay tăng chậm hơn so với kỳ trước và sau đó. Tháng có dòng chảy lớn nhất ở Tân Châu là tháng IX, sớm hơn 1 tháng so với Châu Đốc [11].

Dòng chảy lũ không những có lưu lượng lớn, tổng lượng lũ lớn, mực nước lũ cao, thời gian lũ kéo dài ngày, hàm lượng bùn cát lớn, mà còn một yếu tố quan trọng khác đó là lưu tốc dòng chảy mùa lũ rất lớn vmax= 1,5-3,0 m/s.