Đặc điểm và giá trị toàn cầu của hệ thống hang động karst Phong Nha – Kẻ Bàng

Võ Văn Trí

1. Tổng quan về hang động karst

1.1. Khái niệm karst và cơ chế hình thành

Karst là kiểu địa hình hình thành chủ yếu do nước có tính axit yếu (nước mưa chứa CO₂) hòa tan các đá dễ tan như đá vôi, đôlômit, thạch cao. Nước thấm theo khe nứt, dần mở rộng thành hang động, hố sụt, thung lũng khô, đồng thời tạo nên hệ thống sông ngầm, suối phun và hố nuốt nước (ponor) đặc trưng cho vùng karst [3]. Trong quá trình này, CaCO₃ bị hòa tan, vận chuyển rồi kết tủa lại trong hang dưới dạng thạch nhũ, măng đá, cột đá, rèm đá…, tạo nên hình thái hang động rất đa dạng.

1.2. Vai trò của karst đối với tài nguyên nước và môi trường

Địa hình và tầng chứa nước karst chiếm khoảng 15–20% diện tích lục địa nhưng cung cấp tới 20–25% lượng nước uống toàn cầu [1], [2]. Karst vì vậy có ý nghĩa chiến lược đối với an ninh nước, đồng thời là môi trường sống của nhiều loài sinh vật đặc hữu trong điều kiện tối, nghèo dinh dưỡng. Các lớp thạch nhũ lưu giữ tín hiệu về nhiệt độ, lượng mưa, thành phần khí quyển quá khứ, là tư liệu quan trọng cho nghiên cứu khí hậu cổ và biến đổi khí hậu [1]. Bên cạnh đó, cảnh quan karst và hang động là nền tảng cho hoạt động giáo dục – du lịch, góp phần nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo tồn di sản địa chất.

1.3. Hệ thống karst và hang động nổi bật trên thế giới

Nhiều vùng karst đã được UNESCO công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới, như South China Karst (Trung Quốc), Gunung Mulu (Malaysia), Plitvice Lakes (Croatia) và Phong Nha – Kẻ Bàng (Việt Nam) [3], [10], [13]. Mammoth Cave (Hoa Kỳ) là hệ thống hang dài nhất đã biết với chiều dài đo vẽ khoảng 650–686 km [9]. Sistema Ox Bel Ha (Mexico) là hệ thống hang ngầm dưới nước dài nhất, khoảng 524 km [12]. Gunung Mulu có trên 295 km hang động với Sarawak Chamber là một trong những buồng hang lớn nhất thế giới [10], [11], trong khi South China Karst nổi bật bởi các dạng địa hình karst bề mặt [13]. Trong bức tranh đó, Phong Nha – Kẻ Bàng là một vùng karst nhiệt đới điển hình, có lịch sử phát triển lâu dài và hệ thống hang động dày đặc, giàu ý nghĩa khoa học [4], [5].

Các kiểu động. Võ Văn Trí

2. Đặc điểm đặc trưng của hệ thống hang động karst Phong Nha – Kẻ Bàng

2.1. Tuổi karst cổ và nền địa chất

Khối karst Phong Nha – Kẻ Bàng thuộc dãy Trường Sơn, gồm các đá vôi có tuổi từ kỷ Cổ Sinh, khoảng vài trăm triệu năm, được UNESCO đánh giá là một trong những khối karst quy mô lớn cổ nhất châu Á [4], [5]. Khu vực trải qua nhiều pha trầm tích biển, hoạt động kiến tạo, nâng – hạ vỏ Trái Đất và dao động mực biển, tạo nên nhiều “chu kỳ karst” khác nhau và các thế hệ hang động ở các cao độ riêng biệt [4].

2.2. Quy mô và cấu trúc hệ thống hang động

Các khảo sát trong nước và quốc tế ghi nhận hàng trăm hang động tại Phong Nha – Kẻ Bàng, với tổng chiều dài đo vẽ trên 220–230 km, trong đó có nhiều đoạn sông ngầm và hang sâu [6]–[8]. Có thể nhận diện ba hệ thống lớn: Phong Nha – Tiên Sơn dọc sông Son (động Phong Nha – hang sông ngầm dài ~7–8 km và động Tiên Sơn – động khô giàu thạch nhũ); Vòm – Khe Ry dọc sông Chày, gồm các hang sông ngầm lớn; và hệ thống Chày – Nước Moọc – Dark Cave là các hang hoạt động theo mùa [4], [6], [8]. Trong đó, Sơn Đoòng được ghi nhận là hang có đoạn lòng hang lớn nhất thế giới về đường kính và thể tích; Thiên Đường là một trong những động khô dài và phát triển thạch nhũ mạnh trong khu vực [4], [6], [8], [10].

2.3. Kiểu động, phân tầng cao độ và hình thái

Hệ thống hang động Phong Nha – Kẻ Bàng thể hiện sự đa dạng về kiểu động và phân tầng cao độ. Về thủy văn, có thể phân thành: động sông hoạt động (Phong Nha, Khe Ry, Vòm, Dark Cave), động hóa thạch (các đoạn khô của Thiên Đường, Tiên Sơn) và động hoạt động theo mùa tại vùng Chày – Nước Moọc [4], [6]. Các tầng hang phân bố từ gần mực sông hiện tại đến trên 300–400 m, phản ánh các giai đoạn cân bằng mới giữa nâng kiến tạo, hạ thấp xâm thực và dao động mực biển [4]. Về hình thái, các hang thể hiện đầy đủ các dạng ống hang tròn/bầu dục, đường hầm dài nối tiếp, buồng hang rất lớn và các hố sụt sâu như “giếng trời” trong Sơn Đoòng, tạo điều kiện nghiên cứu mối liên hệ giữa rừng núi đá vôi và hệ sinh thái hang [4], [6]. Hệ thạch nhũ phong phú (nhũ ống, rèm, măng đá, cột đá, san hô đá, “ngọc động”…) phản ánh lịch sử kết tủa CaCO₃ kéo dài [4].

2.4. Chỉ thị cổ sinh vật và ý nghĩa khoa học

Trong đá vôi và trầm tích lấp hang ở Phong Nha – Kẻ Bàng, các nghiên cứu đã phát hiện nhiều hóa thạch sinh vật biển cổ (san hô, tay cuộn, thân mềm, cá cổ) thuộc các giai đoạn Ordovic, Devon, Carbon [4], [5]. Những chỉ thị này chứng tỏ khối đá vôi nơi đây từng là đáy biển cổ trước khi được nâng lên. Sự tồn tại các tầng hang ở nhiều cao độ gắn với các pha nâng – hạ của khối núi và dao động mực biển, cho thấy sự hình thành hang là quá trình đa giai đoạn, từ karst dưới mực nước biển, dưới mực nước ngầm đến xâm thực sông suối hiện đại. Nhờ vậy, Phong Nha – Kẻ Bàng là “phòng thí nghiệm tự nhiên” quan trọng cho các nghiên cứu địa chất, cổ sinh – cổ khí hậu, thủy văn karst và đa dạng sinh học [4], [5].

Hình thái hang động. Võ Văn Trí

3. Đối chiếu hệ thống hang động Phong Nha – Kẻ Bàng với các hang động nổi bật trên thế giới

3.1. Quy mô và kiểu hệ thống

Mammoth Cave có chiều dài lớn nhất nhưng lòng hang trung bình nhỏ [9]. Sistema Ox Bel Ha giữ kỷ lục về chiều dài ngầm dưới nước [12]. Gunung Mulu có mạng lưới hang >295 km và Sarawak Chamber là buồng hang rất lớn [10], [11]. South China Karst tiêu biểu cho tính đa dạng địa hình bề mặt hơn là quy mô hang [13].

Phong Nha – Kẻ Bàng có tổng chiều dài hang đã khảo sát nhỏ hơn Mammoth hay Mulu nhưng là một trong những quần thể hang động karst nhiệt đới phát triển mạnh, với mật độ hang cao, đa dạng kiểu hình thành, và đặc biệt tập trung nhiều hệ thống sông ngầm lớn trong một khối đá vôi cổ tương đối gọn [4], [6]–[8].

3.2. Kích thước buồng hang và giá trị “kỷ lục”

Sơn Đoòng được nhiều nghiên cứu ghi nhận là hang có đoạn lòng hang lớn nhất thế giới về đường kính và thể tích, vượt trội so với các phòng lớn trong Mammoth Cave hay các đoạn hang điển hình ở Ox Bel Ha [4], [10]. Trong khi Sarawak Chamber nổi bật về diện tích một buồng hang đơn [10], [11], Sơn Đoòng đại diện cho dạng hành lang hang nhiệt đới khổng lồ, kéo dài, với trần cao, vòm rộng. Đáng chú ý, trong cùng một khối karst cổ, Phong Nha – Kẻ Bàng còn sở hữu nhiều hang sông ngầm lớn (Vòm, Khe Ry, Én) và động khô giàu thạch nhũ (Thiên Đường, Tiên Sơn), tạo thành một tổ hợp hình thái hiếm gặp [4], [6]–[8].

3.3. Tuổi karst, khí hậu và sinh thái

Phong Nha – Kẻ Bàng là một trong những khối karst được khảo sát có tuổi hình thành sớm ở châu Á, với bề dày đá vôi từ kỷ Cổ Sinh và bằng chứng karst hóa qua nhiều pha kiến tạo [4], [5]. Nhiều vùng karst khác như South China Karst có phần lớn bề dày karst trẻ hơn [13]. Ở góc độ khí hậu, Mammoth Cave nằm trong vùng ôn đới, còn Gunung Mulu và Phong Nha – Kẻ Bàng là karst nhiệt đới ẩm với mưa lớn, nhiệt độ cao quanh năm, thúc đẩy quá trình hòa tan – xâm thực mạnh, hình thành các hang lớn, sâu và hệ thống sông ngầm phát triển [4], [10], [13]. Điều này giúp Phong Nha – Kẻ Bàng trở thành một mẫu hình quan trọng cho nghiên cứu karst nhiệt đới.

3.4. Giá trị tổng hợp: địa chất, sinh thái và di sản

UNESCO công nhận Phong Nha – Kẻ Bàng theo các tiêu chí (viii) địa chất – địa mạo, (ix) quá trình sinh thái và (x) đa dạng sinh học [4], [13]. Ngoài hệ thống hang lớn, khu vực còn lưu giữ lịch sử tiến hóa vỏ Trái Đất kéo dài, đồng thời bảo tồn hệ sinh thái rừng núi đá vôi và hang động với số lượng lớn loài thực vật, động vật, trong đó có nhiều loài quý hiếm, đặc hữu [4], [8]. Đây là một di sản tổng hợp hiếm có, vừa mang giá trị địa chất, vừa mang giá trị sinh thái và giáo dục.

4. Kết luận

Phong Nha – Kẻ Bàng là một khối karst cổ, đa chu kỳ, phản ánh lịch sử tiến hóa lâu dài của vỏ Trái Đất ở Bắc Trung Bộ, với hệ thống hang động phong phú, nhiều tầng, nhiều kiểu hình thành trong môi trường nhiệt đới ẩm. Khu vực này không chỉ hội tụ các giá trị “kỷ lục” về kích thước lòng hang (Sơn Đoòng) và sự đa dạng hệ thống hang sông ngầm, động khô, hố sụt, mà còn lưu giữ các chỉ thị cổ sinh và một hệ sinh thái rừng – hang động đặc sắ.

Đặt trong so sánh với Mammoth Cave, Gunung Mulu, South China Karst hay Sistema Ox Bel Ha, giá trị của Phong Nha – Kẻ Bàng không nằm ở một chỉ tiêu đơn lẻ mà ở tổ hợp: karst cổ, nhiều hệ thống hang lớn, cấu trúc phân tầng rõ rệt, giàu bằng chứng cổ sinh và gắn với sinh cảnh nhiệt đới. Vì vậy, Phong Nha – Kẻ Bàng là một “hồ sơ karst” mang giá trị ngoại hạng toàn cầu, xứng đáng được ưu tiên nghiên cứu và bảo tồn, đồng thời khai thác hợp lý cho mục đích giáo dục và phát triển bền vững.

Tài liệu tham khảo

[1] I. D. Sasowsky, “Scientific and socio-economic importance of karst and caves and their vulnerability,” UN/IAH report on karst and caves, 2013.

[2] C. Campanale et al., “Karst landforms and their role in global water supply,” Resources, vol. 11, no. 11, 2022.

[3] “Karst,” Wikipedia, The Free Encyclopedia, truy cập 05-12-2025.

[4] UNESCO/IUCN, “Phong Nha–Ke Bang National Park (World Heritage nomination and extension),” UNESCO World Heritage Centre, 2003–2025.

[5] T. T. Mai, “Paleokarst in Phong Nha – Ke Bang – Hin Nam No and its geomorphological and geological values,” VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, 2024.

[6] N. Tran, “Geological history of caves and conservation values of the Phong Nha – Ke Bang area,” VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, 2023.

[7] H. Limbert et al., “Preliminary hydrogeological observations in Phong Nha – Ke Bang National Park and Tu Lan Karst Area, Quang Binh Province, Vietnam,” Carbonates and Evaporites, vol. 35, art. 67, 2020.

[8] Phong Nha – Ke Bang National Park Management Board, “Evolutionary history of the crust and geological characteristics with outstanding global values,” official website, 2016–2025.

[9] U.S. National Park Service, “Exploring the world’s longest known cave: Mammoth Cave,” 2022.

[10] UNESCO World Heritage Centre, “Gunung Mulu National Park,” World Heritage List, truy cập 05-12-2025.

[11] “Sarawak Chamber,” Wikipedia, The Free Encyclopedia, truy cập 05-12-2025.

[12] N. Lan, “Sistema Ox Bel Ha: The world’s longest underwater cave system,” LiveScience, 2025.

[13] UNESCO World Heritage Centre, “South China Karst,” World Heritage List, truy cập 05-12-2025.