CÁC CHU KỲ VÀ THÀNH TẠO TRẦM TÍCH KỶ ĐỆ TỨ
Ở VIỆT NAM

DOÃN ĐÌNH LÂM

Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam,
84, Chùa Láng, Đống Đa, Hà Nội

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu các chu kỳ trong kỷ Đệ tứ đã được xác lập trên thế giới, dựa trên cơ sở nghiên cứu, liên kết các thành tạo trầm tích, các chu kỳ thay đổi khí hậu trên Trái đất, kết hợp với nghiên cứu cổ thổ nhưỡng và các giai đoạn đồng vị oxy (O^16/18).

     - Chu kỳ bậc một: chu kỳ 400.000 năm (400 Ky) và chu kỳ 100.000 năm (100 Ky)

     - Chu kỳ bậc hai: chu kỳ 41.000 năm (41 Ky) và chu kỳ 22.000 năm (22 Ky)

     - Chu kỳ bậc ba: chu kỳ 10.000 năm(10 Ky).

Liên hệ với các chu kỳ trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam, tác giả đưa ra một số nhận xét về các chu kỳ của trầm tích Đệ tứ cũng như những suy nghĩ  về ranh giới Neogen - Đệ tứ  ở  Việt Nam.

I. MỞ ĐẦU

Cũng như các sự kiện diễn ra trong thiên nhiên và xã hội, các sự kiện địa chất xảy ra theo một chu kỳ nhất định. Các chu kỳ trong kỷ Đệ tứ nói riêng và trong địa chất nói chung đã được nhiều nhà nghiên cứu đề cập đến từ các khía cạnh khác nhau [1-7]. Trong bài này tác giả giới thiệu những chu kỳ trong kỷ Đệ tứ đã được xác lập trên cơ sở nghiên cứu, liên kết các thành tạo địa chất trên toàn cầu, các tầng thổ nhưỡng cổ, các giai đoạn biến đổi khí hậu trong kỷ Đệ tứ cũng như các số liệu về biến đổi đồng vị oxy (O^16/18). Tìm hiểu, nghiên cứu những chu kỳ này là góp phần vào việc luận giải những sự kiện địa chất đã xảy ra trong quá khứ, đồng thời có thể góp phần vào việc suy đoán diễn thế khí hậu trong tương lai.

Các nghiên cứu về điều kiện khí hậu trong quá khứ cho thấy trong Kỷ Đệ tứ khí hậu thay đổi theo các chu kỳ nhất định. Có những giai đoạn khí hậu nóng ẩm đan xen với những giai đoạn khí hậu lạnh khô. Quá trình thay đổi khí hậu như vậy là nguyên nhân gây ra các chu kỳ trong kỷ Đệ tứ. Khi khí hậu toàn cầu lạnh đi dẫn đến sự phát triển các băng hà, mực nước biển rút xuống thấp và khi khí hậu toàn cầu nóng lên thì băng sẽ tan, nước biển lại dâng lên. Quá trình thay đổi khí hậu toàn cầu chủ yếu do những thay đổi của bức xạ Mặt trời gây ra. Trong lịch sử 2,4 triệu năm gần đây, Trái đất đã trải qua sáu lần băng hà và sáu lần gian băng [1, 4, 5]. Dưới con mắt nhà địa chất, việc lý giải khí hậu Trái đất hiện nay nóng lên chỉ thuần túy do hiệu ứng nhà kính thì chưa đủ*. Quá trình nóng lên và lạnh đi của khí hậu Trái đất diễn ra theo chu kỳ vốn có của tự nhiên. Do vậy, việc nghiên cứu và xác lập các chu kỳ này là những đóng góp nhằm tìm hiểu sự thay đổi của khí hậu trong quá khứ và dự đoán quá trình thay đổi của khí hậu trong tương lai.

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

* Các nghiên cứu quốc tế đã tìm thấy mối liên hệ đồng biến giữa quá trình gia tăng hiệu ứng nhà kính với lượng khí thải CO2 và hiện tượng ấm dần lên của khí hậu toàn cầu (BBT).

II. CƠ SỞ XÁC LẬP VÀ CÁC CHU KỲ TRONG KỶ ĐỆ TỨ

Các chu kỳ trong kỷ Đệ tứ được thiết lập trên các cơ sở sau:

- Các thành tạo trầm tích

- Các tầng thổ nhưỡng cổ

- Sự thay đổi khí hậu

- Các giai đoạn đồng vị oxy

Trong kỷ Đệ tứ khí hậu Trái đất biến đổi theo chu kỳ nóng-ẩm và lạnh-khô. Điều này liên quan đến hoạt động bức xạ của Mặt trời. Năng lượng Mặt trời là nguồn nhiệt năng duy nhất cung cấp cho Trái đất. Khi nguồn năng lượng này thay đổi thì sẽ kéo theo sự thay đổi về khí hậu trên Trái đất. Biến đổi về khí hậu trên Trái đất là nguyên nhân sâu xa gây ra những đợt băng hà, gian băng, những đợt hạn hán và đại hồng thuỷ trên toàn cầu. Chính những thay đổi này đã để lại dấu ấn còn lưu giữ lại mà ngày nay con người có thể tiếp cận, tìm hiểu được. Một trong những dấu ấn đó là các tập trầm tích và các tầng thổ nhưỡng cổ. Những tập trầm tích và tầng thổ nhưỡng cổ là các dấu ấn rõ ràng và có sức thuyết phục nhất về điều kiện cổ khí hậu và các cảnh quan trong quá khứ. Ngoài ra, nghiên cứu đồng vị oxy (O^16/18) trong các lỗ khoan sâu ngoài biển khơi cho phép xác lập các chu kỳ trong Kỷ Đệ tứ nói riêng và trong các thời kỳ địa chất nói chung. Khi nước ở đại dương bốc hơi thì trong thành phần hơi nước sẽ có nhiều đồng vị oxy nhẹ (O¹⁶), trong khi đó trong nước sẽ còn nhiều đồng vị oxy nặng (O¹⁸). Tại vùng cực, nước mưa rơi xuống sẽ thành băng và do vậy lượng đồng vị oxy nhẹ (O¹⁶) trong băng sẽ nhiều hơn so với nước trong đại dương. Khi băng tan, lượng đồng vị oxy nhẹ này sẽ làm cho lượng đồng vị oxy nhẹ trong nước biển tăng lên. Đây là hiện tượng phân tách đồng vị (isotopic fractionation). Chính vì lý do này mà dao động khí hậu sẽ để lại dấu ấn là trong thành phần của vỏ sinh vật biển như Trùng lỗ, trong các thời gian khác nhau các giai đoạn đồng vị oxy sẽ khác nhau. Nghiên cứu các giai đoạn đồng vị oxy (oxygen isotope stage) của vỏ trùng lỗ trong các thời gian khác nhau sẽ cho bức tranh sinh động về dao động khí hậu trong quá khứ. Như vậy, khi khí hậu lạnh đi, một phần nước biển sẽ bị đóng băng. Do sự chọn lọc của các đồng vị nên trong quá trình đóng băng, nước biển sẽ có nhiều hơn đồng vị oxy nặng (O¹⁸) hay nói khác đi là nước biển giàu đồng vị oxy nặng, còn trong băng sẽ có nhiều đồng vị oxy nhẹ (O¹⁶) hay nói một cách khác là băng nghèo đồng vị oxy nặng. Quá trình này sẽ ngược lại khi có hiện tượng băng tan. Nghiên cứu tỷ số O^16/18 của mẫu so với mẫu ở mực nước đại dương chuẩn (Standard Mean Ocean Water - SMOW) sẽ cho bức tranh về sự thay đổi khí hậu trong quá khứ.

Trong quá trình quay xung quanh mặt trời, tâm sai của quỹ đạo quay của Trái đất xung quanh mặt trời (eccentricity), độ nghiêng của trục Trái đất so với mặt phẳng của quỹ đạo (obliquity) và độ tuế sai (precession) của Trái đất cũng thay đổi theo thời gian. Các chu kỳ thay đổi trên đã được nhà toán học Nam Tư Milankovich tìm ra năm 1981 (Hình 1). Đó là chu kỳ 100.000 năm của tâm sai quỹ đạo quay của Trái đất xung quanh mặt trời, chu kỳ 41.000 năm của độ nghiêng trục Trái đất so với mặt phẳng của quỹ đạo và chu kỳ 22.000 năm của độ tuế sai của Trái đất [1]. Các chu kỳ trên đã ảnh hưởng đến tổng năng lượng bức xạ mặt trời tới Trái đất, gây nên những thay đổi về khí hậu mang tính chu kỳ mà dấu ấn để lại là các tập trầm tích, các tầng cổ thổ nhưỡng và các giai đoạn đồng vị oxy.

III. CÁC CHU KỲ TRONG KỶ ĐỆ TỨ

Trong kỷ Đệ tứ tồn tại ba bậc chu kỳ có tính toàn cầu: chu kỳ bậc một, bậc hai và bậc ba.

1. Chu kỳ bậc một: gồm hai chu kỳ: chu kỳ 400.000 năm (400 Ky) và chu kỳ 100.000 năm (100 Ky).

a. Chu kỳ 400 Ky. Đây là chu kỳ lớn nhất trong kỷ Đệ tứ, do Hays J.D., Shackleton N.J., Imbries J. [1] tìm ra khi nghiên cứu các giai đoạn đồng vị oxy (^16/18O) ở lỗ khoan sâu biển khơi. Sự thay đổi của khí hậu đã để lại dấu ấn là các giai đoạn đồng vị oxy khác nhau. Nghiên cứu sự thay đổi các giai đoạn đồng vị oxy, các nhà nghiên cứu đã tìm ra trong 2,4 triệu năm của kỷ Đệ tứ (theo thang địa tầng Đệ tứ của các nước Bắc Âu) có tất cả 6 chu kỳ lớn thay đổi khí hậu. Mỗi một chu kỳ này kéo dài 400 Ky [4]. Mở đầu mỗi một chu kỳ là một thời kỳ cực kỳ lạnh-khô (extreme cold and dry), kéo dài khoảng 100.000 năm, tiếp theo là 150.000 năm của thời kỳ nóng-ẩm (warm and humid) và kết thúc bởi 150.000 năm của thời gian ấm, khô [1, 3-5]. Các nghiên cứu chỉ ra rằng có sự xen kẽ của chu kỳ 400 Ky với khí hậu nóng-ẩm hơn, có tên là “Thermomer”, ký hiệu là T và chu kỳ 400 Ky với khí hậu lạnh-khô hơn có tên là “Cryomer”, ký hiệu là C. Điều đó có nghĩa là trong Thermomer, khí hậu của thời kỳ gian băng nóng-ấm hơn so với khí hậu của thời kỳ gian băng trong Cryomer. Các giai đoạn Thermomer và Cryomer đan xen lẫn nhau trong cả thời kỳ Đệ tứ và được đánh số từ T1-C1 đến T3-C3 (Bảng 1). Mỗi một giai đoạn Thermomer hay Cryomer kéo dài 400 Ky. Đó là chu kỳ 400 Ky của Trái đất trong kỷ Đệ tứ. Sự thay đổi khí hậu trên toàn cầu để lại dấu ấn là các tập trầm tích tương ứng. Các số liệu liên kết, thống kê từ bắc đến nam bán cầu cũng như từ đông sang tây bán cầu cho thấy trong kỷ Đệ tứ (theo thang địa tầng Đệ tứ các nước Bắc Âu là 2.4 triệu năm) có tất cả 6 tập trầm tích hạt thô cuội sỏi (gravel bed). Các tập cuội sỏi này được đánh dấu từ trên xuống dưới như sau: A, B, C, D, E, F (Hình 2) [3, 4]. Sáu tập trầm tích hạt thô này tương ứng với các thời kỳ cực khô-hạn trong kỷ Đệ tứ (extreme drought). Các tầng thổ nhưỡng cổ phát triển mạnh ngay sau tập trầm tích hạt thô và tiếp sau đó là các tầng thổ nhưỡng cổ phát triển yếu hơn cho đến khi xuất hiện tập trầm tích hạt thô mới tiếp theo. Tập trầm tích hạt thô kéo dài khoảng 100 Ky, trong khi đó có khoảng gần 10 tập thổ nhưỡng cổ phát triển trong khoảng thời gian 300 Ky tiếp theo giữa các tập cuội sạn sỏi. Các tập thổ nhưỡng cổ này chỉ ra chu kỳ 41 Ky và 22 Ky, tương ứng với chu kỳ tuế sai và độ nghiêng của trục Trái đất.

Chu kỳ 400.000 năm còn được thể hiện bởi sự có mặt của các tập thổ nhưỡng cổ. Kết quả nghiên cứu mặt cắt cấu trúc vỏ Trái đất (World geotraverse) [2-5] cho thấy trong vòng 800.000 năm cuối cùng có tất cả 8 tập thổ nhưỡng cổ. Tuy nhiên, trong nửa thời kỳ đầu (từ 800.000 đến 400.000 năm) tất cả 4 tập thổ nhưỡng cổ rất phát triển, còn trong nửa giai đoạn sau (400.000 năm còn lại) cả 4 tập thổ nhưỡng cổ đều kém phát triển. Điều đó cho thấy khí hậu trong nửa giai đoạn đầu nóng ấm hơn, tương ứng giai đoạn Thermomer-T, còn khí hậu trong nửa giai đoạn sau lạnh và khô hơn, tương ứng giai đoạn Cryomer-C.

Bảng 1. Liên kết trầm tích, các giai đoạn khí hậu, đồng vị oxy và các tập thổ nhưỡng cổ

b. Chu kỳ 100.000 năm (100 Ky)

Đây là chu kỳ liên quan tới chu kỳ 100 Ky năm của tâm sai quỹ đạo Trái đất quay xung quanh Mặt trời (eccentricity) do Melankovich tìm ra năm 1981. Đây cũng là kiểu chu kỳ mà Imbries J., Hays J. và Shackleton N.J. đưa ra khi nghiên cứu các giai đoạn đồng vị oxy ở lỗ khoan biển sâu [1]. Nghiên cứu đồng vị oxy, các nhà địa chất đã tìm ra trong thời gian 2,4 triệu năm có tất cả 24 lần khí hậu trở nên khô hạn. Trong thời gian 800.000 năm cuối cùng, người ta cũng phát hiện ra có 8 chu kỳ khí hậu nóng-ấm và lạnh khô đan xen nhau [1, 3, 4]. Mặt cắt cấu trúc địa chất Bắc Nam (North-South Geotraverse) từ bồn trũng Biển Bắc đến vùng Đông Địa Trung Hải đã cho thấy khá rõ chu kỳ 100 Ky thông qua việc nghiên cứu và liên kết các tầng thổ nhưỡng cổ. Trong vòng 800.000 năm cuối cùng (Pleistocen trung-thượng) có tất cả 8 tập thổ nhưỡng cổ thuộc giai đoạn gian băng, xuất hiện đều đặn với cách quãng 100 Ky trong cột địa tầng [2-4]. Các tập thổ nhưỡng cổ này giao thoa với các thời kỳ lạnh giá và khô hạn. Tại các vùng ven biển, các tập thổ nhưỡng cổ này có thể phủ trực tiếp lên các thành tạo trầm tích biển của thời kỳ gian băng. Chu kỳ này cũng đã được các nhà khoa học Trung Quốc tìm thấy và khẳng định khi nghiên cứu các tập thổ nhưỡng cổ, phát triển trong các thành tạo hoàng thổ tại Luochuan và Xifeng miền Trung Trung Quốc [3]. Từ 2.200.000 năm đến 800.000 năm cách ngày nay, người ta cũng tìm thấy có tất cả 13 tập thổ nhưỡng cổ và chúng cũng gặp ở quãng cách 100 Ky. Chu kỳ 100 Ky còn thể hiện ở giai đoạn Pleistocen muộn. Trong giai đoạn này, từ 125.000 năm đến 70.000 năm cách ngày nay, khí hậu Trái đất nóng lên và sau đó là thời kỳ lạnh khô kéo dài đến tận 18.000-20.000 năm. Sau khoảng thời gian này, khí hậu Trái đất lại bước sang thời kỳ mới - thời kỳ nóng lên toàn cầu với đợt biển tiến Flanđri. Trong giai đoạn này có một tập thổ nhưỡng cổ liên quan tới thời kỳ gian băng. Đó là tập thổ nhưỡng cổ GS 5. Tập này phân bố ở ngay phần dưới cùng mặt cắt của các thành tạo Pleistocen muộn. Chúng có mầu đỏ, nâu vàng nên được gọi là đất đỏ (Red soil) [2-4].

2. Chu kỳ bậc hai: Bao gồm hai chu kỳ: chu kỳ 22.000 năm (22 Ky) và 41.000 năm (41 Ky).

 Đây là hai trung chu kỳ liên quan đến độ tuế sai và độ nghiêng của trục Trái đất [1]. Các chu kỳ này được thể hiện bởi các tập thổ nhưỡng cổ của các giai đoạn gian kỳ (interstadial). Gian kỳ là giai đoạn  ấm lên hay lạnh đi một cách tương đối trong các thời kỳ gian băng hay băng hà. Điều đó có nghĩa là trong một giai đoạn băng hà nào đó sẽ có những thời kỳ mà khí hậu Trái đất nóng lên, tuy nhiên không thể nóng bằng khí hậu trong giai đoạn gian băng. Các gian kỳ này để lại dấu vết là các tập thổ nhưỡng cổ. Những tập thổ nhưỡng cổ này kém phát triển hơn và là tập thổ nhưỡng cổ gian kỳ (interstadial paleosoils). Qua nghiên cứu các mặt cắt địa chất Đệ tứ tại Trung Quốc, Bỉ, Burunđi, Hy Lạp, Zaire...các nhà địa chất đã phát hiện ra 60 tập thổ nhưỡng cổ trong vòng 2,4 triệu năm của kỷ Đệ tứ [4]. Các tập thổ nhưỡng cổ này thể hiện tính chu kỳ 22 Ky và 41 Ky. Như trong giai đoạn Pleistocen muộn, ngoài tập thổ nhưỡng cổ của thời kỳ gian băng phân bố ở phần đáy mặt cắt còn có 10 tập thổ nhưỡng cổ đan xen nhau với chu kỳ 22 Ky và 41 Ky. Huyau Lu và nnk., [3] qua nghiên cứu các tập thổ nhưỡng cổ phát triển trong trầm tích hoàng thổ tại Luochuan và Xifeng (Trung Quốc) cũng đã phát hiện và khẳng định sự tồn tại của chu kỳ 41 Ky và 22 Ky.

3. Chu kỳ bậc ba: Loại chu kỳ này kéo dài 10.000 năm (10 Ky) và có thể chia ra làm bốn giai đoạn, mỗi giai đoạn kéo dài 2.500 năm theo chu trình CO₂. Trong chu kỳ này, chúng ta có thể bắt gặp các bậc chu kỳ nhỏ hơn như chu kỳ 500 năm, thể hiện sự có mặt của 20 lớp thổ nhưỡng cổ trong các mặt cắt Holocen, được đánh dấu từ HS 1 đến HS 20 [2-4]. Ngoài ra, còn có chu kỳ 1000 năm thể hiện bởi các đợt khô hạn và lũ lụt cách nhau 1000 năm. Đó là các thời kỳ khô hạn Agora, xảy ra cách ngày nay 2800 năm, đợt khô hạn Roma cách ngày nay 1800 năm, đợt khô hạn Akominatos cách ngày nay 800 năm và cuối cùng là đợt khô hạn Sahel xảy ra ở thế kỷ 20.

IV. MỘT SỐ SUY NGHĨ VỀ CÁC CHU KỲ TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ Ở VIỆT NAM

Ở nước ta, do chưa có các nghiên cứu về đồng vị Oxy cũng như về các tầng thổ nhưỡng cổ và đặc biệt là thiếu số liệu tuổi tuyệt đối trong các thành tạo có tuổi Pleistocen sớm và Pleistocen giữa nên vấn đề liên hệ, so sánh chu kỳ trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam với các chu kỳ Đệ tứ trên thế giới còn là vấn đề bỏ ngỏ. Tuy nhiên, dựa trên các mặt cắt trầm tích Đệ tứ, so sánh với các mặt cắt khác nhau trên thế giới có thể đưa ra một số nhận định về tính chu kỳ trong kỷ Đệ tứ ở Việt Nam như sau.

Đối với các thành tạo trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam, Trần Nghi, Ngô Quang Toàn [6] đã đưa ra năm chu kỳ cơ bản [6-8]. Cơ sở để thiết lập các chu kỳ này là sự thay đổi thành phần độ hạt từ thô đến mịn ứng với sự dao động mực nước biển trong Đệ tứ. Mở đầu mỗi chu kỳ là các thành tạo hạt thô, tương đương với giai đoạn biển lùi và kết thúc mỗi chu kỳ là các thành tạo hạt mịn, tương ứng với giai đoạn biển tiến. Các tác giả đã thiết lập các chu kỳ sau:

Chu kỳ 1 tương ứng với giai đoạn  Pleistocen sớm (Q₁¹)       

Chu kỳ 2 tương ứng với giai đoạn Pleistocen giữa-muộn phần sớm (Q₁^2-3a)    

Chu kỳ 3 tương ứng với giai đoạn Pleistocen muộn phần muộn (Q₁^3b )       

Chu kỳ 4 tương ứng với giai đoạn Holocen sớm-giữa (Q₂^1-2 )    

Chu kỳ 5 tương ứng với giai đoạn Holocen muộn (Q₂³ )     

Một điểm cần lưu ý ở đây là ranh giới giữa Đệ tứ và Neogen ở Việt Nam được các nhà địa chất lấy theo mốc 1,6 triệu năm chứ không phải là 2,4 triệu năm như các nhà địa chất Bắc Âu. Tuy nhiên, mốc ranh giới này cũng chỉ là giả định. Chưa có một số liệu tuổi tuyệt đối nào cho ranh giới này. Ngoài ra, ở Việt Nam, số lượng phân tích tuổi tuyệt đối chưa nhiều, mới chỉ tập trung trong Holocen và một số rất ít ỏi ở trầm tích tuổi Pleistocen muộn. Trong chu kỳ thứ hai   (Q₁^2-3a) các tác giả đã gộp một giai đoạn phát triển rất dài trong Đệ tứ là Pleistocen giữa với phần sớm của Pleistocen muộn [6, 7]. Một phần do không có các số liệu tuổi tuyệt đối và hơn nữa khi thiết lập các chu kỳ có thể các tác giả đã lấy ranh giới dưới của Pleistocen muộn là 300.000 năm chứ không phải là 125.000 năm như hiện nay đã được các nhà địa chất Đệ tứ trên thế giới và Việt Nam chấp thuận. Nếu lấy ranh giới dưới của Pleistocen muộn là 125.000 năm có lẽ bức tranh chu kỳ sẽ khác đi. Tuy nhiên, theo cách phân chia của các nước Bắc Âu thì trong 1,8-1,9 triệu năm tồn tại 5 chu kỳ cơ bản với năm tập trầm tích hạt thô (Hình 2) (Gravel bed A, B, C, D, E). Mở đầu mỗi chu kỳ này là tập trầm tích hạt thô gồm cuội sỏi và kết thúc là các thành tạo hạt mịn hơn. So sánh, liên kết các tập trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam cho thấy trong các thành tạo Đệ tứ đã được xác lập ở Việt Nam (Hình 3) có hai tập trầm tích hạt thô đặc trưng là các tập cuội sỏi lót đáy của trầm tích Pleistocen sớm (Q₁¹) và trầm tích Pleistocen giữa-muộn phần sớm (Q₁^2-3a). Ngoài ra còn có tập trầm tích cát sạn hạt thô của trầm tích Pleistocen muộn phần muộn (Q₁^3b) (Hình 3). Xét về mặt tương quan thì ba tập trầm tích hạt thô trên có thể tương đương về mặt thời gian với các tầng cuội sỏi C, B và A trong Bảng 1, Hình 2. Còn chu kỳ 4 (Q₂^1-2) và chu kỳ 5 (Q₂³) chỉ là các giai đoạn nằm trong chu kỳ bậc ba (10 Ky) mà thôi. Xét về mặt logic, ta sẽ thấy tập cuội sỏi của trầm tích Pleistocen sớm (Q₁¹) tương đương với tầng cuội sỏi C, tập cuội sạn của trầm tích Pleistocen giữa-muộn phần sớm (Q₁^2-3a) sẽ tương đương với tầng cuội sỏi B và tập cát sạn thô của trầm tích Pleistocen muộn phần muộn (Q₁^3b) sẽ tương đương với tầng trầm tích hạt thô A (Hình 3). Xét theo logic này thì ở Việt Nam ranh giới dưới của các trầm tích Pleistocen sớm (Q₁¹) có lẽ chỉ xấp xỉ trên dưới một triệu năm và ranh giới dưới của trầm tích Pleistocen giữa-muộn phần sớm có thể chỉ xấp xỉ khoảng 700.000 năm BP.

So sánh, liên kết các chu kỳ trên thế giới với các trầm tích Đệ tứ ở đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ (Hình 3) ta sẽ thấy:

- Nếu lấy đáy của trầm tích Pleistocen hạ (ở miền Bắc là hệ tầng Lệ Chi, miền Nam là hệ tầng Trảng Bom) là ranh giới giữa Đệ tứ và Neogen và lấy mốc ranh giới của Đệ tứ và Neogen là 1,6 triệu năm thì sẽ thấy còn thiếu một tầng hạt thô (tầng D) trong các thành tạo Đệ Tứ ở Việt Nam. Như vậy, vấn đề đặt ra là ở Việt Nam liệu các trầm tích có tuổi Pliocen (hệ tầng Vĩnh Bảo ở miền Bắc, hệ tầng Bà Miêu ở miền Nam), nằm dưới trầm tích Q₁¹ đã phải là trầm tích Neogen chưa hay vẫn còn là trầm tích Đệ tứ? Bởi lẽ, xuất phát từ quan điểm chu kỳ thì trong mặt cắt các thành tạo Đệ tứ ở Việt Nam cần phải tìm được bốn tập trầm tích hạt thô tương ứng với các tập A, B, C và D trong vòng 1,6 triệu năm. Đây là một vấn đề đặt ra cho các nhà địa chất Đệ tứ trong tương lai. Giải quyết vấn đề này cần có các số liệu phân tích tuổi tuyệt đối của các thành tạo trầm tích Pleistocen hạ và trầm tích Pliocen.

V. KẾT LUẬN

Khí hậu Trái đất trong kỷ Đệ tứ thay đổi theo chu kỳ nhất định. Có ba bậc chu kỳ. Chu kỳ bậc một gồm hai chu kỳ: 400.000 năm và 100.000 năm. Chu kỳ bậc hai gồm hai chu kỳ: 41.000 năm và 22.000 năm. Chu kỳ bậc ba là chu kỳ 10.000 năm. Các chu kỳ này là hệ quả của quá trình thay đổi theo chu kỳ của quỹ đạo quay, độ nghiêng trục cũng như độ tuế sai của Trái đất.

Trong số 5 chu kỳ trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam [6] thì ba chu kỳ dưới cùng (Q₁¹ ,  Q₁^2-3a và Q₁^3b) có thể xếp tương đương với các chu kỳ C2, T3 và C3, còn hai chu kỳ trên cùng trong Holocen là những giai đoạn trong chu kỳ bậc ba  - 10 Ky.

Hình 2. Các chu kỳ trong kỷ Đệ tứ

Hình 3. Sơ đồ liên kết, so sánh các chu kỳ và trầm tích Đệ tứ ở Việt Nam và trên thế giới

Qua liên hệ, so sánh với các thành tạo trầm tích Đệ tứ trên thế giới thấy rằng ở Việt Nam đáy của trầm tích được xếp vào tuổi Pleistocen sớm - tức là ranh giới Neogen - Đệ tứ hiện nay ở Việt Nam có thể chỉ tương ứng với một triệu năm. Như vậy, vấn đề đặt ra là ở Việt Nam ranh giới thực thụ Neogen - Đệ tứ ở đâu? Đáy của trầm tích Pleistocen sớm (Q₁¹) hay trong trầm tích được xếp vào tuổi Pliocen? Một vấn đề đặt ra cho các nghiên cứu tiếp theo.

Lời cảm ơn

Bài báo được hoàn thành với sự tài trợ của Chương trình Nghiên cứu cơ bản.

Tác giả chân thành cảm ơn PGS.TSKH Nguyễn Địch Dỹ, TS Ngô Quang Toàn đã đọc và cho những ý kiến đóng góp quý báu.

VĂN LIỆU

1. Imbries J., Hays J.D., Shackleton N.J., 1984. The theory of Pleistocene climate. In A. Beger et al., Milankovich and Climate. Reidel Publ. Company. Boston,.USA. 269-305.

2. Kukla G., 1989. Loess stratigraphy in Central China. Quaternary Science Review, 6 /3-4 : 191-207.

3. Lu Huayu et al, 2004. Periodicities of paleoclimatic variation recorded by loess-paleosols sequences in China. Quaternary Science Reviews. 23 : 1891-1900.

4. Paepe R. and Van Overloop E., 1990. River and soils cyclicities interfering with sea level changes. In Paepe et al; Green house effect, sea level and mitigation of drought. Kluwer Academic Publ. Boston. 253-280.

5. Shackleton N.J., 2000. The 100.000 yr ice-age cycle identified and found to lag temperature, carbon dioxide and orbital eccentricity. Science, 289 : 1897-1902.

6. Trần Nghi, Ngô Quang Toàn, 1991. Đặc điểm các chu kỳ trầm tích và lịch sử tiến hoá địa chất Đệ tứ của đồng bằng sông Hồng. Địa Chất, 206-207 : 65-77. Hà Nội.

7. Trần Nghi, Nguyễn Văn Vượng, Đỗ Thị Vân Thanh, Nguyễn  Đình Minh, Ngô Quang Toàn, 1991. Sedimentary cycles and Quaternary geological evolution of the Red River delta of Vietnam. Proc. Nat. Cent. Sci. Res. Vietnam, 3/3 : 100-108. Hà Nội.

8. Trần Nghi (Chủ biên), 2000. Đặc điểm tướng đá - cổ địa lý Pliocen - Đệ tứ thềm lục địa Việt Nam và các vùng kế cận. Báo cáo tổng kết đề tài KHCN mã số KHCN 06-11-03. 72 tr. Hà Nội.