Kỷ Đệ tứ bắt đầu khoảng 2,58 triệu năm trước và kéo dài tới nay, gồm thế Pleistocen và thế Holocen. Dù là kỷ ngắn nhất, nó được định tuổi bằng nhiều phương pháp chồng nhau nhất: carbon-14, phát quang, urani – thori, đảo cực từ trường, lõi băng.
Kỷ Đệ tứ là giai đoạn có băng hà lặp đi lặp lại, mực nước biển lên xuống hàng chục mét, và là lúc chi Người xuất hiện rồi lan ra khắp các lục địa. Vì gần chúng ta nhất, trầm tích Đệ tứ phủ gần như mọi đồng bằng, bờ biển, thung lũng; nhà ta có khi xây ngay trên chúng. Hiểu cách định tuổi lát thời gian này giúp bạn đọc đúng những tin về khí hậu cổ, về người tiền sử và về bờ biển Việt Nam.
Kỷ Đệ tứ được chia thế nào?
Bảng dùng mốc làm tròn theo Uỷ ban Địa tầng Quốc tế. Thế Holocen được chia chính thức thành ba kỳ từ năm 2018; Pleistocen cũng có các kỳ riêng, ở đây chỉ nêu các đơn vị lớn.
| Đơn vị | Bắt đầu (khoảng) | Ghi chú |
|---|---|---|
| Thế Pleistocen | 2,58 triệu năm trước | Các chu kỳ băng hà lặp lại |
| Thế Holocen | 11.700 năm trước | Giai đoạn ấm sau băng hà cuối cùng |
| Kỳ Greenland (thuộc Holocen) | 11.700 năm trước | Đáy neo trong lõi băng Greenland |
| Kỳ Northgrip (thuộc Holocen) | 8.200 năm trước | Bắt đầu bằng một đợt lạnh ngắn |
| Kỳ Meghalaya (thuộc Holocen) | 4.200 năm trước | Bắt đầu bằng một đợt khô hạn ở nhiều vùng |
Mốc 11.700 năm thường được tài liệu chuyên ngành ghi kèm chú thích “trước năm 2000”, vì nó được đếm từ các lớp năm trong lõi băng và người ta chọn năm 2000 làm gốc đếm. Sai số của mốc này chỉ khoảng một trăm năm, rất nhỏ so với các ranh giới cổ.
Vì sao các kỳ băng hà là chiếc đồng hồ của Đệ tứ?
Vì băng hà lặp lại theo nhịp khá đều, liên quan tới những thay đổi nhỏ trong quỹ đạo Trái Đất, nên chuỗi lạnh – ấm trong trầm tích có thể dùng như một vạch chia thời gian.
Trong phần đầu kỷ Đệ tứ, các chu kỳ lạnh – ấm dài chừng 41.000 năm. Khoảng một triệu năm gần đây, chu kỳ kéo dài lên chừng 100.000 năm với các pha lạnh sâu hơn. Các nhà cổ khí hậu đánh số những pha này theo đồng vị ôxy trong vỏ sinh vật biển ở trầm tích đáy đại dương: số lẻ là pha ấm, số chẵn là pha lạnh. Hiện nay ta đang sống trong pha 1, pha băng hà cực đại gần nhất nằm trong pha 2.
Nhờ hệ đánh số này, một lớp trầm tích ở Việt Nam và một lõi khoan ở Đại Tây Dương có thể được đặt lên cùng một trục, miễn là định được lớp ấy thuộc pha nào.
Mỗi đoạn của Đệ tứ dùng đồng hồ nào?
Không phương pháp nào phủ hết 2,58 triệu năm. Người ta ghép nhiều phương pháp có tầm khác nhau, và chỗ hai phương pháp chồng nhau là chỗ kiểm chéo.
| Phương pháp | Tầm tuổi hiệu quả (khoảng) | Mẫu thường dùng |
|---|---|---|
| Carbon-14 | đến 50.000 năm | Than củi, xương, vỏ sò, gỗ |
| Đếm lớp năm (vòng cây, lõi băng, trầm tích hồ) | vài nghìn đến hơn trăm nghìn năm tuỳ bản ghi | Gỗ, băng, bùn hồ phân lớp |
| Phát quang kích thích quang học (OSL) | vài trăm đến vài trăm nghìn năm | Cát thạch anh, fenspat đã bị vùi |
| Urani – thori | đến khoảng 500.000 năm | San hô, thạch nhũ |
| Argon – argon | từ vài chục nghìn năm trở lên | Tro và đá núi lửa |
| Đảo cực từ trường | các mốc đảo cực đã biết tuổi | Trầm tích mịn, dung nham |
Mốc đảo cực gần nhất, khi la bàn đổi chiều từ hướng nam về hướng bắc như ngày nay, xảy ra khoảng 780.000 năm trước. Nếu một lớp trầm tích còn ghi từ trường ngược chiều, nó cổ hơn mốc này. Đây là một dạng định tuổi tương đối rất hữu ích cho các di chỉ người tiền sử.
Dấu vết Đệ tứ ở Việt Nam nhìn thấy ở đâu?
Dấu vết dễ thấy nhất là các ngấn biển cổ, thềm cát và lớp trầm tích đồng bằng, ghi lại lúc biển rút xa trong băng hà và lúc biển tiến sâu vào đất liền trong Holocen.
Vào thời băng hà cực đại gần nhất, khoảng 20.000 năm trước, mực nước biển toàn cầu thấp hơn hiện nay khoảng 120 m. Phần lớn thềm lục địa phía bắc và phía nam Biển Đông khi ấy là đất liền; vịnh Bắc Bộ phần lớn khô cạn. Khi băng tan, biển dâng nhanh, và theo nhiều nghiên cứu, khoảng giữa Holocen mực biển ở nhiều đoạn bờ Việt Nam còn cao hơn hiện nay vài mét, rồi hạ dần. Ngấn biển và vỏ hàu bám trên vách đá vôi cao hơn mặt nước hiện nay ở một số vùng ven biển là dấu tích được nhắc nhiều.
Các con số mực biển và thời điểm cụ thể khác nhau giữa các vùng và các công trình; khi cần dùng, hãy tra tài liệu địa chất Đệ tứ của chính vùng đó thay vì lấy một con số chung.
Đọc thử một lõi khoan Đệ tứ như thế nào?
Ví dụ dưới đây là giả định để minh hoạ cách làm, không phải số liệu của một lõi khoan cụ thể.
Ba lớp, ba đồng hồ
Giả sử một lõi khoan ở vùng đồng bằng ven biển xuyên qua ba lớp. Trên cùng là bùn sét xám có vỏ sò biển; vỏ sò được định tuổi carbon-14. Giữa là cát vàng không có vật hữu cơ; cát được định tuổi bằng phát quang kích thích quang học. Dưới cùng là sét mịn nâu đỏ; mẫu định hướng được đo từ tính và cho thấy từ trường ngược chiều hiện nay. Mỗi lớp cần một đồng hồ khác nhau vì vật liệu khác nhau.
Đọc kết quả có điều kiện
Tuổi carbon-14 của vỏ sò biển phải hiệu chỉnh hiệu ứng hồ chứa biển: nước biển chứa carbon cũ, làm vỏ sò trông già hơn thực tế vài trăm năm. Tuổi phát quang của cát chỉ đúng nếu hạt cát đã được phơi sáng đủ trước khi bị vùi. Còn lớp sét từ trường ngược chỉ cho biết nó cổ hơn khoảng 780.000 năm, không cho con số cụ thể. Ba kết quả ghép lại cho một khung thời gian hợp lý, không phải ba con số tuyệt đối.
Kiểm chéo
Nếu tuổi lớp trên lại cổ hơn lớp dưới, đó là tín hiệu cần xem lại: mẫu có thể bị nhiễm bẩn, trầm tích có thể bị xáo trộn, hoặc vật liệu cũ bị dòng nước mang tới. Định tuổi tốt luôn đi kèm kiểm tra thứ tự lớp.
Lỗi hay gặp khi đọc về Đệ tứ
Gọi cả Đệ tứ là “kỷ băng hà”. Đệ tứ có nhiều pha băng hà xen pha ấm; hiện nay là một pha ấm.
Dùng carbon-14 cho mọi thứ. Quá khoảng 50.000 năm, carbon-14 không còn dùng được; di chỉ cổ hơn phải dùng phát quang, urani – thori hoặc argon.
Tin vào mốc 1,8 triệu năm trong sách cũ. Đáy Đệ tứ đã được hạ xuống khoảng 2,58 triệu năm từ năm 2009.
Nhầm Holocen với thời có lịch sử. Holocen bắt đầu khoảng 11.700 năm trước, trước chữ viết rất lâu; nó gồm cả thời đồ đá mới.
Nghĩ rằng Pleistocen chỉ có băng. Ở vùng nhiệt đới như Việt Nam không có sông băng phủ đồng bằng; tác động của băng hà thể hiện qua mực biển hạ thấp, khí hậu khô lạnh hơn và rừng thu hẹp hay mở rộng theo từng pha.
Câu hỏi thường gặp
Kỷ Đệ tứ bắt đầu khi nào?
Khoảng 2,58 triệu năm trước. Sách cũ có thể ghi khoảng 1,8 triệu năm vì ranh giới đã được hạ xuống năm 2009.
Thế Holocen bắt đầu từ bao giờ?
Khoảng 11.700 năm trước, tính từ năm 2000, khi băng hà cuối cùng kết thúc. Mốc này được neo trong một lõi băng ở Greenland.
Kỳ Meghalaya là gì?
Là kỳ gần nhất của thế Holocen, bắt đầu khoảng 4.200 năm trước, đánh dấu bằng một đợt khô hạn ở nhiều vùng trên thế giới.
Thời băng hà mực nước biển thấp bao nhiêu?
Vào băng hà cực đại gần nhất, khoảng 20.000 năm trước, mực nước biển toàn cầu thấp hơn hiện nay khoảng 120 m, làm lộ phần lớn thềm lục địa.
Đảo cực từ trường giúp định tuổi thế nào?
Từ trường Trái Đất từng đổi chiều ở những thời điểm đã biết tuổi. Lớp trầm tích ghi chiều từ trường cho biết nó nằm trước hay sau các mốc đảo cực ấy.