Khi nhìn ảnh Thiên Trì (Cheonji) trên đỉnh núi Baekdu, ta không khỏi tò mò vì sao trên một ngọn núi cao lại có một hồ nước rộng và tròn đến thế. Nghe nói đây là nơi núi lửa từng phun trào, nên có vẻ như nước đã đọng lại trong miệng núi lửa, nhưng thực ra địa hình làm nền cho Thiên Trì được hình thành theo cách khác với một miệng núi lửa thông thường. Bởi đó không phải là dấu vết do thứ gì đó bắn tung ra khỏi mặt đất, mà là nơi chính mặt đất đã sụp lún xuống. Dạng địa hình này được gọi là “caldera”.
Nói một cách đơn giản, caldera là “một vùng trũng lớn, tròn hình thành khi núi lửa đẩy ra một lượng lớn magma dưới lòng đất cùng một lúc, khiến phần đất phía trên buồng magma đã trống rỗng sụp đổ xuống”. Đường kính của caldera có thể từ vài kilômét đến vài chục kilômét, và khi nước tích tụ bên trong, nó trở thành một hồ nước tuyệt đẹp gọi là hồ caldera.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu caldera là gì và khác miệng núi lửa ra sao, quá trình hình thành caldera, những caldera tiêu biểu trên thế giới, cũng như những lợi ích và hiểm họa mà caldera mang lại cho chúng ta.
Caldera: Chiếc “nồi” khổng lồ hình thành khi mặt đất sụp xuống
Caldera khác miệng núi lửa như thế nào
Caldera và miệng núi lửa đều là những địa hình lõm trên núi lửa, nhưng chúng khác nhau về cơ chế hình thành và kích thước.
(1) Ý nghĩa của cái tên
Caldera là từ bắt nguồn từ tiếng Tây Ban Nha, có nghĩa là “nồi” hay “vạc”, cùng gốc với từ tiếng Latinh “caldaria”. Nhà địa chất người Đức Leopold von Buch đã đưa từ này vào làm thuật ngữ địa chất khi ghi chép về chuyến khảo sát quần đảo Canary năm 1815.
(2) Khác biệt về cách hình thành
Miệng núi lửa là cửa của đường dẫn nơi magma và khí núi lửa phun ra, là cái hố hình thành khi vụ nổ hất tung đất đá. Còn caldera là địa hình mà phần đất phía trên sụt xuống do lòng đất bên dưới trống rỗng, nên nó giống với hố sụt (sinkhole), nơi mặt đất lún xuống, hơn.
(3) Khác biệt về kích thước
Miệng núi lửa thường có đường kính khoảng vài trăm mét, nhưng caldera thường rộng hơn 1 kilômét, và những caldera lớn có thể lên tới vài chục kilômét. Vì vậy, có những nơi mà bên trong caldera chứa trọn cả làng mạc, đồng ruộng và hồ nước.
Như vậy, sẽ dễ hiểu hơn nếu coi caldera không đơn thuần là một miệng núi lửa lớn, mà là dấu vết còn lại khi mặt đất sụp xuống nguyên khối do phần bên dưới núi lửa trở nên trống rỗng.
Caldera được hình thành như thế nào
Để caldera hình thành, buồng magma dưới lòng đất phải trống đi rất nhiều trong một thời gian ngắn.
(1) Giai đoạn buồng magma trống rỗng
Ở độ sâu vài kilômét bên dưới núi lửa có buồng magma, nơi magma tích tụ. Khi một vụ nổ lớn hoặc một đợt phun trào dung nham khối lượng lớn khiến lượng magma này thoát ra cùng một lúc, buồng magma không còn đỡ nổi sức nặng của đất đá phía trên.
(2) Giai đoạn nứt thành hình vòng
Mặt đất nứt thành vòng tròn dọc theo rìa buồng magma, gọi là đứt gãy vòng. Những khe nứt này cũng có thể trở thành đường cho magma rỉ ra, nên đôi khi các núi lửa nhỏ mới hình thành quanh vành caldera.
(3) Giai đoạn phần giữa sụt xuống
Khi phần đất bên trong vòng nứt chìm xuống buồng magma đã trống rỗng, một vùng trũng khổng lồ hình chiếc nồi được hoàn thành. Có khi nó sụp đổ trong chớp mắt chỉ sau một lần phun trào lớn, cũng có khi sụt dần qua nhiều đợt phun trào.
(4) Caldera hình thành mà không cần vụ nổ
Ở những núi lửa có magma bazan ít nhớt chảy ra như Kīlauea ở Hawaii, caldera cũng có thể hình thành từ từ mà không cần vụ nổ lớn, khi dung nham chảy đi khiến buồng magma trống rỗng. Tại Kīlauea, một vụ sụp đổ như vậy cũng đã xảy ra vào năm 2018.
Những caldera tiêu biểu trên thế giới
Caldera có thể được tìm thấy ở khắp những nơi có núi lửa trên thế giới, và mỗi nơi lại tạo nên một cảnh quan độc đáo riêng.
- Thiên Trì trên núi Baekdu (Heaven Lake): Hồ hình thành khi nước tích tụ trong caldera trên đỉnh núi Baekdu, là hồ caldera nổi tiếng nhất trên bán đảo Triều Tiên.
- Hồ Crater (Crater Lake): Hồ ở bang Oregon, Hoa Kỳ, hình thành khi nước tích tụ trong caldera sụp đổ sau đợt phun trào lớn của núi Mazama khoảng 7.700 năm trước. Dù tên có chữ “miệng núi lửa” (crater), thực chất đây là một hồ caldera.
- Hồ Toba (Lake Toba): Hồ dài khoảng 100 kilômét trên đảo Sumatra, Indonesia, hình thành từ một vụ phun trào khổng lồ khoảng 74.000 năm trước, là một trong những caldera lớn nhất thế giới.
- Santorini: Quần đảo này của Hy Lạp là vành của một caldera chìm dưới biển, và những vách đá với các ngôi làng trắng trải dài chính là thành của caldera.
Lợi ích và hiểm họa từ caldera
Caldera mang lại phong cảnh đẹp và tài nguyên, nhưng đồng thời cũng là một phần của những ngọn núi lửa vẫn đang hoạt động.
(1) Phong cảnh và du lịch
Hồ caldera và vách caldera tạo nên những cảnh tượng hùng vĩ hiếm thấy ở nơi khác, thu hút rất nhiều du khách. Cũng có những nơi như núi Aso ở Kyushu, Nhật Bản, nơi làng mạc và đồng cỏ nằm gọn trong một caldera rộng lớn.
(2) Suối nước nóng và tài nguyên khoáng sản
Bên dưới caldera vẫn còn lượng nhiệt rất lớn, nhờ đó có thể khai thác suối nước nóng và năng lượng địa nhiệt. Ngoài ra, nước nóng lưu chuyển trong lòng đất còn có thể tập trung các kim loại như vàng, bạc, chì để tạo thành mỏ khoáng.
(3) Núi lửa có thể thức giấc trở lại
Yellowstone ở Hoa Kỳ nằm trên một caldera hình thành từ vụ phun trào khổng lồ hơn 600.000 năm trước, và đến nay các nhà khoa học vẫn đều đặn theo dõi chuyển động của mặt đất tại đây. Những vụ phun trào tạo nên caldera lớn rất hiếm, chỉ vài lần mỗi trăm năm, nhưng nếu xảy ra, chúng có thể rải tro núi lửa trên một vùng rộng lớn và thậm chí làm giảm nhiệt độ trên toàn thế giới.
Vì vậy, tại các vùng caldera, việc giám sát sự thay đổi độ cao mặt đất, động đất và lượng khí thải vẫn được duy trì đều đặn.
Caldera là chiếc “nồi” khổng lồ do Trái Đất tạo nên, hình thành khi mặt đất sụp xuống nguyên khối do lòng đất bên dưới trở nên trống rỗng. Nhớ rằng bên dưới mặt hồ caldera tĩnh lặng từng có một lượng magma khổng lồ, và luôn lắng nghe những chuyển động của vùng đất ấy — đó chính là bước đầu tiên của sự khôn ngoan để sống cùng núi lửa.
