Khi những hóa thạch kể tuổi đá Hạ Long

Muốn biết một lớp đá được hình thành vào thời kỳ nào, các nhà địa chất không thể chỉ dựa vào hình dáng hay mức độ phong hóa bên ngoài của các khối đá. Để xác định được tuổi của chúng, cần căn cứ vào các chỉ dấu được lưu giữ ngay bên trong chính khối đá ấy như: thành phần khoáng vật, đặc điểm kiến tạo trầm tích, cho đến những tàn tích hóa thạch của sinh giới từng tồn tại vào thời điểm lắng đọng.

          Trong số các chỉ dấu đó, hóa thạch là nguồn tư liệu đặc biệt quan trọng. Chúng không chỉ phản ánh hệ sinh thái và môi trường cổ, mà còn là căn cứ then chốt để xác định tuổi tương đối của tầng đá chứa chúng. Trong lịch sử Trái Đất, các nhóm sinh vật liên tục xuất hiện, phát triển, biến đổi rồi tuyệt diệt qua hàng tỷ năm. Mỗi giai đoạn địa chất đều gắn liền với những quần xã đặc trưng. Nhờ hệ thống dữ liệu cổ sinh vật học và địa tầng học được xây dựng qua nhiều thế hệ, khi phát hiện một hóa thạch đặc trưng, các nhà địa chất có thể đối chiếu ngay với thang thời gian địa chất để xác định khoảng tuổi của tầng đá.

          Hiệu quả nhất trong công tác định tuổi là các "hóa thạch chỉ đạo" (hay hóa thạch chỉ thị), những loài có phạm vi phân bố địa lý rộng nhưng thời gian tồn tại địa chất ngắn. Chúng giúp liên hệ và đối sánh chính xác các tầng địa tầng ở những khu vực địa lý xa nhau. Trong thực tiễn nghiên cứu, hóa thạch luôn được kết hợp chặt chẽ cùng đặc điểm thạch học, cấu trúc địa tầng và các phương pháp định tuổi tuyệt đối để đưa ra kết luận khoa học có độ tin cậy cao nhất. 

          Đối với Hạ Long, những dấu vết cổ sinh đã mở ra câu chuyện về một vùng biển cổ kéo dài hàng trăm triệu năm với lịch sử địa chất vô cùng phức tạp. Toàn bộ khu vực không được tạo nên trong một thời điểm đơn lẻ, mà là sự chồng xếp của nhiều thành tạo đá thuộc các thời đại khác nhau. Một số tầng trầm tích thuộc thời kỳ Cổ sinh sớm (như kỷ Ordovic – Silur - Devon) vẫn còn được ghi nhận rải rác. Dù vậy, phần lớn các thành tạo đá vôi tạo nên diện mạo cảnh quan độc đáo cho Hạ Long, Bái Tử Long và quần đảo Cát Bà ngày nay gắn liền với kỷ Carbon – Permi (cách ngày nay khoảng 358,9 – 251,9 triệu năm). Đây là thời kỳ vùng Đông Bắc Việt Nam chìm sâu dưới một hệ thống biển nông, ấm áp. Trong môi trường thuận lợi đó, các quần xã sinh vật biển phát triển rực rỡ. Vỏ và bộ xương của chúng cùng vật chất carbonate trầm tích tích tụ qua hàng triệu năm, trải qua quá trình ép nén và đá hóa để tạo thành các tập đá vôi dày hàng nghìn mét. 

          Trong những lớp đá ấy, các nhà khoa học đã tìm thấy nhiều nhóm hóa thạch biển như Trùng lỗ (Foraminifera), San hô bốn tia (Tetracoralla), Huệ biển (Crinoidea), Tay cuộn (Brachiopoda), San hô vách đáy (Tabulata)... cùng nhiều nhóm sinh vật khác. Mỗi nhóm sinh vật đều mang một "mật mã" riêng, có nhóm là chỉ thị cho độ nông sâu, độ mặn của môi trường trầm tích cổ, có nhóm lại là thước đo thời gian giúp phân định chính xác độ tuổi của từng lớp đá. 

          Dù nhiều hóa thạch lộ ra trên bề mặt nhờ quá trình nứt tách, phong hóa hay xâm thực của sóng biển, phần lớn dấu tích cổ sinh quan trọng chỉ có thể nhận diện khi mẫu đá được cắt thành lát mỏng (mài lát mỏng) và phân tích dưới kính hiển vi trong phòng thí nghiệm. Những cấu trúc vi mô ấy, khi được kết nối với cột địa tầng tổng thể, chính là chìa khóa để lần ngược lịch sử kiến tạo của cả một khu vực.

          Nhờ sự hiện diện của các tập hợp hóa thạch đa dạng qua từng tầng đá, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng đá vôi ở Hạ Long – Cát Bà có sự đa dạng về niên đại và môi trường lắng đọng. Các tập hợp hóa thạch khác nhau xuất hiện ở những tầng đá khác nhau, phản ánh sự thay đổi của các quần xã sinh vật và điều kiện môi trường qua từng giai đoạn. Đây cũng là cơ sở để các nhà địa chất nhận diện và đối sánh các tầng đá, thay vì xem toàn bộ đá vôi trong khu vực như một khối đá có cùng một tuổi.

          Nhìn từ mặt biển, sự khác biệt ấy gần như không thể nhận ra. Các đảo đá nối tiếp nhau thành một quần thể thống nhất về cảnh quan, nhưng bên trong là những lớp đá được hình thành trong những thời điểm và điều kiện khác nhau. Có những mảnh ghép lớn là cả một tầng địa chất. Có những mảnh ghép chỉ nhỏ bằng một hóa thạch. Nhưng khi kết nối chúng lại, bức tranh Hạ Long của hàng trăm triệu năm trước dần hiện hữu. Từ những vùng biển nông cổ đại ngập tràn sự sống, các lớp trầm tích lắng đọng nối tiếp, cho đến những đợt vận động kiến tạo nâng – sụt kéo dài suốt chiều dài lịch sử Trái Đất. 

          Chính sự đa dạng địa chất cùng tính nối tiếp địa tầng liên tục đó đã làm nên một trong những giá trị địa chất – địa mạo đặc sắc của khu vực Hạ Long – Cát Bà. Bóc tách từng lớp đá và mẫu hóa thạch nơi đây không chỉ là bài toán khoa học thuần túy, mà còn là hành trình đọc hiểu “cuốn sách lịch sử” vô giá mà thiên nhiên ban tặng cho Di sản.

          Giá trị này cũng định hình nên sức cuốn hút đặc biệt cho vùng vịnh. Những vách đá đứt gãy và mặt cắt tự nhiên không chỉ kiến tạo nên cảnh quan kỳ vĩ, mà còn mở ra từng trang dữ liệu sinh động của Trái Đất. Với sinh viên các ngành địa chất, địa mạo hay khoa học môi trường, Hạ Long – Cát Bà chính là một “bảo tàng tự nhiên” vô giá để trực quan hóa tri thức sách vở. Còn với giới nghiên cứu, mỗi tầng đá hay tập hợp hóa thạch vẫn tiếp tục cung cấp những tư liệu quý giá về môi trường trầm tích cổ, lịch sử tiến hóa của sinh giới và tiến trình phát triển karst nhiệt đới ngập biển độc đáo. Nơi đây vì thế vẫn luôn là điểm hẹn thực địa giàu cảm hứng, vẫy gọi những người trẻ say mê khám phá và các nhà khoa học khao khát giải mã những bí ẩn hàng trăm triệu năm của tự nhiên.

Đào Thúy