Đất đỏ bazan ở Tà Đùng hình thành thế nào: phong hoá nhiệt đới và vì sao đất màu đỏ

Đất đỏ ở Tà Đùng hình thành từ đá bazan bị phong hoá trong khí hậu nóng ẩm suốt hàng trăm nghìn năm, có nơi lâu hơn nữa. Nước mưa hoà tan và rửa trôi dần silic cùng các nguyên tố dễ tan như canxi, magie, natri, kali; còn sắt và nhôm ở lại dưới dạng oxit và hydroxit. Oxit sắt dạng hematit nhuộm đất thành màu đỏ, dạng goethit cho màu vàng nâu. Quá trình này các nhà thổ nhưỡng gọi là feralit hoá.

Đất đỏ bazan là "chữ ký" của cao nguyên Tà Đùng: nó phủ đồi, nhuộm bờ hồ mùa khô, nhuộm nước suối sau mưa. Bài này giải thích từ góc thổ nhưỡng học, không bàn chuyện trồng trọt: đá bazan biến thành đất qua những bước nào, vì sao đất đỏ mà không vàng hay xám, một mặt cắt đất đỏ dày ra sao và có những tầng gì, vì sao đất này vừa giữ nước tốt vừa dễ trôi khi mất rừng.

Phong hoá: đá biến thành đất như thế nào

Phong hoá là toàn bộ các quá trình làm đá bị phá huỷ tại chỗ. Phong hoá vật lý làm đá nứt vỡ do co giãn nhiệt, do rễ cây, do nước. Phong hoá hoá học làm thay đổi chính khoáng vật của đá. Ở vùng nhiệt đới ẩm như Tây Nguyên, phong hoá hoá học chiếm ưu thế tuyệt đối: nhiệt độ cao làm phản ứng diễn ra nhanh, mưa nhiều cung cấp nước liên tục và mang đi sản phẩm hoà tan, thảm thực vật sinh ra axit hữu cơ và khí CO2 trong đất làm nước thấm xuống có tính axit nhẹ.

Bazan đặc biệt dễ bị phong hoá hoá học. Các khoáng vật chính của nó như pyroxen, olivin, plagiocla hình thành ở nhiệt độ cao, nên ở điều kiện bề mặt mát và ẩm chúng kém bền. Nước thấm vào phá vỡ mạng tinh thể, giải phóng các ion. Phần dễ tan đi theo nước xuống sâu hoặc ra suối; phần khó tan ở lại, kết hợp với oxy và nước thành khoáng vật mới, chủ yếu là sét kaolinit, các oxit, hydroxit của sắt và nhôm. Từ một khối đá đen cứng, sau rất nhiều năm, chỉ còn lại một khối đất đỏ mềm, xốp, giữ được cả hình dạng vân đá cũ ở phần dưới sâu.

Vì sao đất màu đỏ chứ không vàng hay xám

Màu đất chủ yếu do các hợp chất sắt quyết định. Bazan chứa khá nhiều sắt. Khi phong hoá trong môi trường thoáng khí, sắt bị oxy hoá thành sắt ba và kết tủa thành oxit, hydroxit. Hematit, một oxit sắt, có màu đỏ rất mạnh: chỉ một lượng nhỏ cũng nhuộm đỏ cả khối đất. Goethit, một hydroxit sắt, cho màu vàng nâu. Tỉ lệ giữa hai khoáng vật này phụ thuộc nhiệt độ, độ ẩm và mức thoát nước của đất.

Nơi đất thoát nước tốt, khô ráo theo mùa, ấm, hematit chiếm ưu thế và đất đỏ sẫm, như trên đỉnh và sườn đồi bazan. Nơi ẩm hơn, mát hơn hoặc thường xuyên ướt, goethit nhiều hơn, đất ngả vàng nâu. Ở chỗ trũng ngập nước lâu, thiếu oxy, sắt bị khử thành sắt hai dễ tan, bị rửa trôi, đất chuyển sang màu xám xanh, có khi lốm đốm đỏ vàng nơi sắt tái kết tủa. Vì vậy, chỉ cần nhìn màu đất trên một sườn đồi Tà Đùng, từ đỉnh xuống chân, người có kinh nghiệm đoán được chế độ nước của từng vị trí.

Một phẫu diện đất đỏ bazan từ trên xuống

Ở các vết cắt ta luy đường mới mở trên đồi bazan Tà Đùng, có thể thấy một mặt cắt đất sâu nhiều mét. Theo mô tả chung của thổ nhưỡng học vùng bazan nhiệt đới, các tầng thường gặp là:

Tổng độ dày từ mặt đất xuống đá gốc ở vùng bazan Tây Nguyên có thể lên tới hàng chục mét ở đỉnh đồi bằng, mỏng hơn nhiều trên sườn dốc nơi đất bị bào mòn liên tục. Đây là lý do khi đào móng hay khoan giếng trên đồi đỏ, người ta có thể đi rất sâu mới gặp đá cứng.

Vì sao đất đỏ bazan vừa giữ nước tốt vừa dễ trôi

Nghe có vẻ mâu thuẫn, nhưng cả hai đều đúng. Đất đỏ bazan giàu sét, nhưng hạt sét kaolinit được oxit sắt nhôm gắn lại thành những hạt đoàn nhỏ, bền. Giữa các hạt đoàn là lỗ hổng lớn cho nước thấm nhanh, bên trong hạt đoàn là lỗ hổng nhỏ giữ nước lâu. Nhờ vậy, đất còn rừng hay có thảm thực vật thấm mưa rất tốt, ít sinh dòng chảy mặt, và giữ ẩm qua nhiều tuần nắng. Cấu trúc ấy cũng làm đất tương đối bền trước xói mòn khi còn nguyên.

Vấn đề bắt đầu khi lớp mặt bị phá. Đất trống phơi nắng gắt, chất hữu cơ phân huỷ nhanh, hạt đoàn mất chất kết dính và vỡ dần. Giọt mưa lớn đập trực tiếp xuống mặt đất trống tách các hạt mịn ra, các hạt này bít lỗ hổng tạo một lớp vỏ cứng trên mặt, nước mưa không thấm được nữa mà chảy tràn, cuốn theo đất. Từ một loại đất thấm nước tốt, chỉ sau vài mùa bị xới xáo không che phủ, mặt đất có thể trở nên dễ xói như đất cát. Nước suối đỏ quạch sau mưa là bằng chứng nhìn thấy được của quá trình này.

Những tính chất hoá học đặc trưng

Chua. Mưa nhiều rửa trôi canxi, magie, kali, natri, các nguyên tố làm đất bớt chua. Đất đỏ bazan già vì thế thường chua, ở mức độ thay đổi tuỳ nơi.

Nghèo cation trao đổi. Sét kaolinit và oxit sắt nhôm giữ được ít cation dinh dưỡng hơn so với các loại sét khác. Nói đơn giản, đất "giữ" chất dinh dưỡng kém, phần lớn độ phì nằm ở lớp mùn mặt.

Giữ lân mạnh. Oxit sắt nhôm liên kết chặt với lân, nên lân trong đất đỏ khó được giải phóng. Đây là đặc điểm được các nhà thổ nhưỡng nhắc tới nhiều với đất feralit.

Nhôm hoà tan khi đất quá chua. Khi độ chua tăng tới mức nhất định, một phần nhôm trong đất chuyển sang dạng hoà tan, có thể gây hại cho rễ của nhiều loài cây. Đây là cơ chế các nhà khoa học đất dùng để giải thích vì sao một số loài khó sống trên đất đỏ đã bị rửa trôi mạnh, còn thảm thực vật bản địa thì đã thích nghi.

Giàu sắt, nhôm. Tỉ lệ sắt, nhôm cao là kết quả của việc silic và các nguyên tố khác bị rửa trôi. Ở mức cực đoan, nhôm tích tụ đủ nhiều thành quặng bô-xít, sắt tích tụ thành đá ong.

Vì sao đất dày nhất ở đỉnh đồi bằng, mỏng nhất ở sườn dốc

Độ dày lớp đất ở một điểm là kết quả của cuộc chạy đua giữa hai tốc độ: tốc độ phong hoá biến đá thành đất ở phía dưới, và tốc độ bào mòn mang đất đi ở phía trên. Trên đỉnh đồi bằng của mặt cao nguyên, nước mưa chủ yếu thấm xuống chứ ít chảy tràn, đất bị mang đi rất chậm, trong khi phong hoá vẫn tiếp tục ăn sâu vào đá. Kết quả là lớp đất dày dần qua thời gian, có thể tới hàng chục mét.

Trên sườn dốc của thung lũng, đặc biệt ở phần địa hình trẻ gần hồ, bào mòn mạnh hơn nhiều: nước chảy tràn nhanh, đất bò xuống, sạt nhỏ liên tục. Phong hoá không kịp bù, nên lớp đất mỏng, đá phong hoá dở dang hoặc đá gốc lộ gần mặt. Ở chân sườn và đáy khe, đất từ trên trôi xuống lại tích tụ thành lớp dốc tụ dày, nhưng đó là đất "chuyển đến" chứ không phải đất phong hoá tại chỗ. Ba vị trí, ba câu chuyện khác nhau về cùng một loại đá mẹ.

Đất đỏ Tà Đùng khác đất đỏ các nơi khác thế nào

Đất đỏ bazan không giống nhau ở mọi nơi. Độ dày, màu, độ chua, độ phì phụ thuộc tuổi của lớp bazan, độ cao, lượng mưa và vị trí địa hình. Bazan cổ hơn, phong hoá lâu hơn, cho đất dày hơn, nghèo hơn, có khi có lớp laterit, bô-xít bên dưới. Bazan trẻ hơn, như quanh các nón núi lửa còn hình, cho đất mỏng hơn, còn nhiều khoáng vật chưa phong hoá hết, giàu dinh dưỡng hơn.

Ở Tà Đùng, vị trí rìa cao nguyên làm bức tranh đất phức tạp hơn trung tâm cao nguyên. Trên đỉnh đồi bằng, đất đỏ bazan dày điển hình. Xuống sườn thung lũng, lớp bazan mỏng dần rồi hết, đất chuyển sang loại phát triển trên đá nền cổ như đá phiến sét, cát kết, có màu vàng, xám, nhiều sạn sỏi hơn. Trong các khe trũng, có đất dốc tụ do đất từ sườn trôi xuống tích lại. Một khu đất nhỏ ven hồ vì vậy có thể có hai, ba loại đất khác nhau, điều quan trọng khi khảo sát cho bất kỳ mục đích nào.

Đất đỏ và cảnh quan hồ

Đất đỏ là lý do bờ hồ Tà Đùng có màu đặc trưng vào mùa khô. Khi nước rút, dải bờ lộ ra chính là tầng đất đỏ chính và tầng phong hoá của sườn đồi cũ, đã mất lớp mùn mặt. Màu đỏ tương phản với nước xanh và rừng tạo nên những bức ảnh người ta hay chụp. Nhưng cũng chính đất đỏ là nguồn bùn mịn nhuộm nước hồ sau mưa, góp vào bồi lắng và làm đục các vịnh nhánh.

Nhìn theo cách đó, chất lượng nước hồ và tuổi thọ hồ phụ thuộc vào việc đất đỏ trên sườn đồi có được giữ yên hay không. Một lớp đất mất hàng trăm nghìn năm mới hình thành có thể trôi đi trong vài mùa mưa nếu bị phơi trống. Hiểu được tốc độ chênh lệch ấy là hiểu vì sao các quy định về giữ rừng đầu nguồn, hành lang ven hồ, chống xói mòn có cơ sở khoa học vững chắc. Các bài về đá ong, bô-xít và về sạt trượt trong chuyên mục tiếp tục câu chuyện của lớp vỏ phong hoá này.

Câu hỏi thường gặp

Đất đỏ bazan mất bao lâu để hình thành?

Phong hoá bazan thành lớp đất đỏ dày nhiều mét cần thời gian rất dài, tính bằng hàng chục đến hàng trăm nghìn năm hoặc hơn, tuỳ khí hậu và tuổi lớp đá. Không có một con số chung; điều chắc chắn là tốc độ hình thành chậm hơn rất nhiều so với tốc độ đất có thể bị xói đi khi mất lớp phủ.

Vì sao có chỗ đất đỏ, có chỗ đất vàng trên cùng một đồi?

Vì màu đất phụ thuộc dạng oxit sắt, mà dạng oxit lại phụ thuộc độ ẩm và mức thoát nước. Đỉnh và sườn thoát nước tốt thường đỏ do hematit; chỗ ẩm hơn ngả vàng do goethit; chỗ trũng ngập lâu ngả xám. Đá mẹ khác nhau cũng cho màu khác.

Đất đỏ bazan có phải đất tốt nhất không?

Đất đỏ bazan có cấu trúc tốt, tầng dày, giữ ẩm tốt, nhưng thường chua và nghèo dinh dưỡng dễ tiêu ở tầng sâu; độ phì nằm nhiều ở lớp mùn mặt. "Tốt" hay không tuỳ mục đích sử dụng và cách giữ lớp mặt.

Đất đỏ có liên quan gì đến bô-xít?

Có. Bô-xít là sản phẩm phong hoá cực độ, khi gần như mọi thứ bị rửa trôi chỉ còn lại nhôm tích tụ. Ở những vùng bazan cổ phong hoá lâu, dưới lớp đất đỏ có thể có tầng bô-xít. Đắk Nông cũ là một trong những vùng có trữ lượng bô-xít lớn nhất cả nước.

Vì sao nước suối Tà Đùng đỏ sau mưa?

Vì nước mưa chảy tràn trên đất trống cuốn theo các hạt đất đỏ mịn. Hạt mịn lơ lửng lâu nên nước đỏ đục kéo dài. Suối có lưu vực còn rừng tốt thì đỏ ít hơn và trong lại nhanh hơn.

Đất đỏ bazan có dễ sạt lở không?

Đất còn nguyên cấu trúc trên sườn thoải khá ổn định. Nhưng lớp đất phong hoá dày trên sườn dốc, khi bão hoà nước sau mưa kéo dài hoặc bị cắt chân ta luy, có thể trượt. Cơ chế được giải thích trong bài về sạt trượt đất ở vùng đồi Tà Đùng.