Trước đây, động Phong Nha - Kẻ Bàng giữ khá nhiều nhiều kỷ lục như: Hang nước dài nhất; Cửa hang cao và rộng nhất; Bãi cát, đá rộng và đẹp nhất; Hồ ngầm đẹp nhất; Thạch nhũ tráng lệ và kỳ ảo nhất; Dòng sông ngầm dài nhất Việt Nam và hang khô rộng và đẹp nhất thế giới. Tuy vậy, tháng 4/2009, đoàn thám hiểm Hang động Hoàng gia Anh đã phát hiện hang Sơn Đoòng là hang động có kích thước lớn nhất thế giới (dài trên năm trăm km, cao 200m, và rộng 150m), lớn hơn nhiều so với hang Deer ở Gunung Mulu - Sarawak (Malaysia), lớn gấp 4 đến 5 lần so với Phong Nha. Đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng là một khối đá vôi lớn thuộc hệ tầng Bắc Sơn, là khối đá vôi cổ nhất Châu Á được hình thành cách đây 400 triệu năm. Trải qua nhiều thời kỳ địa chất - địa mạo, địa hình khu vực này trở nên hết sức phức tạp và được UNESCO công nhận là Di sản thiên nhiên thế giới theo tiêu chí địa chất - địa mạo năm 2003. Hoạt động karst rất nhạy cảm đối với sự phát sinh nhiều tai biến địa chất tự nhiên, nhân sinh đồng hành khác và có tác động tích cực lẫn tiêu cực đến môi trường, dân sinh, kinh tế và an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia. Do vậy, việc đánh giá mức độ hoạt động Karst của khối đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng là rất cần thiết, nhằm đưa ra các biện pháp khoa học bảo vệ di sản thiên nhiên này.

Hình 1: Cửa hang động Phong Nha – Kẻ Bàng

Hệ thống hang động Phong Nha - Kẻ Bàng có tuổi cổ nhất Đông Nam Á mà sự hình thành liên quan đến các đứt gãy kiến tạo trong kỷ Đệ Tam (35 triệu năm) đồng thời với pha tách giãn hình thành Biển Đông. Hệ thống hang động ở đây được phát triển trên một khối đá vôi lớn nhất Đông Nam Á, có tuổi rất cổ từ kỷ Devon muộn (377 triệu năm) đến kỷ Permi (250 triệu năm). Bao quanh khối đá vôi phát triển các địa hình phi Carbonat là điều kiện thu nước tốt cho khối đá vôi hình thành hang động đồng thời tăng tính đa dạng sinh học trong khu vực. Với 2 hệ thống hang chính gồm các hang lớn nhỏ khác nhau: Hệ thống hang Phong Nha với tổng chiều dài 5.076m; Hệ thống hang Vòm với tổng chiều dài 36.063m, hầu hết còn mang tính nguyên sơ chưa chịu sự tác động của con người điều này đã làm tăng thêm giá trị ngoại hạng của Di sản

Karst là một trong các quá trình địa chất động lực tự nhiên ngoại sinh phổ biến ở nhiều quốc gia trên thế giới và Việt Nam. Trên quan điểm địa chất động lực công trình, chúng tôi cho rằng: Hoạt động karst là một quá trình xảy ra khi nước trên mặt và nước dưới đất tiếp xúc với các đá có khả năng dễ bị hoà tan (đá vôi, đá đôlômit, đá phấn, đá macnơ, thạch cao, anhydrite, muối mỏ, muối kali), khi đó đá vôi sẽ bị hoà tan (xói mòn hóa học), xâm thực (xói mòn cơ học) cuốn trôi đất đá dễ hoà tan và hình thành nên các dạng địa hình trên mặt cũng như các hang động ngầm rất đặc trưng.

Địa hình karst là điểm đặc trưng nhất của khối núi đá vôi Phong Nha - Kẻ Bàng, chiếm hơn 2/3 diện tích khu vực di sản, đồng thời là một khối núi đá vôi tương đối nguyên vẹn lớn nhất ở Việt Nam và còn tiếp tục kéo dài qua Hin Namno của Lào, trở thành khối núi đá vôi cỡ lớn nhất hành tinh. Tầng đá vôi này có bề dày trên 1000 m, chủ yếu là đá vôi tuổi Carbon - Permi có độ tinh khiết cao, cấu tạo khối hoặc phân lớp dày. Đây là điều kiện đảm bảo để quá trình tiến hoá karst xảy ra một cách triệt để: từ giai đoạn có nhiều phễu karst nhỏ cho đến karst dạng nón, sau đó là dạng tháp và cuối cùng là đồng bằng karst. Các thành tạo đávôi ở Phong Nha - Kẻ Bàng cũng có nhiều đặc điểm giống đá vôi ở vịnh Hạ Long, Bắc Sơn (tỉnh Lạng Sơn), Hà Giang, Sơn La và Nam Trung Quốc. Nh­ưng đá vôi tại các nơi đó lại nằm trong những khu vực có chế độ kiến tạo, khí hậu và mối quan hệ với địa hình phi karst xung quanh không giống nhau. Tại vịnh Hạ Long, khối đá vôi nằm trong vịnh biển nông ven rìa lục địa, nhô lên trên mặt biển thành hàng trăm hòn đảo lớn nhỏ. Tại Bắc Sơn, Hà Giang, Sơn La và Nam Trung Quốc nhìn chung, khối đá vôi phân bố trong vùng núi xa biển nằm cao hơn địa hình phi karst xung quanh. Riêng ở Phong Nha - Kẻ Bàng, địa hình khối đá vôi lại nằm thấp hơn so với xung quanh.

Những nguyên nhân trên đã làm cho sự tiến hoá địa hình karst ở Phong Nha - Kẻ Bàng không hoàn toàn giống với các nơi khác, mặc dù sự tiến hoá này xảy ra theo cùng một cơ chế hoà tan (do cả n­ước trên mặt lẫn nước ngầm) và phá huỷ cơ học (đổ lở trên sư­ờn và trong hang động). Do cơ chế này, nhiều kiểu và dạng địa hình karst đã đ­ược thành tạo cả trên bề mặt lẫn dư­ới sâu. Dựa vào đặc điểm địa hình và mức độ karst hoá, có thể chia địa hình karst khối núi Phong Nha - Kẻ Bàng thành hai kiểu sau:

• Khối núi karst thấp dạng khối tảng với các đỉnh dạng nón và sự tập trung cao của địa hình âm khép kín

Kiểu địa hình này chiếm diện tích chủ yếu của khối đá vôi, hiện tại ch­ưa có nhiều thông tin về địa hình cũng như­ các đặc điểm tự nhiên của chúng. Quá trình karst của khối núi đá vôi đang ở trong giai đoạn hoạt động mạnh mẽ. Trong khối karst hầu như­ không còn một bề mặt đỉnh phẳng nào rộng vài trăm m2, khắp nơi đều chỉ thấy các đỉnh karst nhọn, sườn vách dốc đứng và các phễu, giếng karst. Các dòng chảy trong khối đá vôi chủ yếu là dòng ngầm. Sự đa dạng của thành phần thạch học và cấu trúc địa chất đã dẫn tới sự đa dạng về địa hình trong nội bộ khối karst này.

• Khối núi karst thấp dạng sót với đỉnh dạng nón, sườn vách dốc đứng và các thung lũng rộng

Kiểu địa hình này phát triển ở phần rìa khối núi đá vôi, phân bố ở vùng Phong Nha, dọc đư­ờng 20, vùng Minh Hoá... với đặc trưng là các khối núi nhỏ được thung lũng rộng bao bọc, sườn các núi tạo vách dốc đứng đổ xuống các thung lũng. Các trũng khép kín khá phổ biến trong kiểu địa hình này; chúng có kích thước rộng, độ sâu chỉ khoảng 100 m và đáy có tích tụ trầm tích bở rời. Do những đặc trưng trên, trong phạm vi kiểu địa hình này th­ường phát hiện được nhiều hang động karst.

Địa hình karst thuộc hai kiểu kể trên rất đa dạng và phức tạp. Sau đây xin giới thiệu những nét khái quát chính về địa hình karst trên bề mặt của vùng Phong Nha – Kẻ Bàng.

Khác với các vùng đá vôi khác ở Việt Nam (Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Sơn, Hạ Long, Ninh Bình, Sơn La,...) địa hình karst dạng nón và dạng tháp trên mặt khối Phong Nha - Kẻ Bàng không điển hình. Như­ng nếu đi từ rìa vào trung tâm khối đá vôi thì vẫn thấy có sự chuyển tiếp từ karst dạng tháp sang karst dạng nón trên bề mặt đỉnh cao nguyên đá vôi bị phân cắt mạnh mẽ này.

Hình 2: Hệ thống thạch nhũ trong hang động Phong Nha

Các dạng địa hình âm khép kín là đặc trưng của vùng karst, chúng là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ karst hoá. Theo Vũ Độ (1980), mật độ phân bố các dạng âm khép kín trung bình của khối Phong Nha - Kẻ Bàng là 3-6/km2, so với khối Bắc Sơn là 2-5/km2 và vùng Đồng Văn - Mộc Châu là 0,5-3/ km2. Chiều sâu của các phễu karst giảm dần từ 200-300 m ở phía tây đến dư­ới 100 m về phía đông, trong khi đó bề rộng đáy các phễu này lại biến thiên theo chiều ng­ược lại. Các đáy trũng khép ở phía đông của khối có diện tích vài trăm m2 đến trên 1 km2 với địa hình xung quanh khá hiểm trở, là nơi bảo tồn được các di sản thiên nhiên phong phú.

Khối karst Phong Nha - Kẻ Bàng khá phổ biến dạng địa hình thung lũng do rửa lũa - hoà tan carbonat. Các thung lũng này thường phát triển dọc các đứt gãy kiến tạo và là quá trình liên kết các phễu karst do sụt đổ các hang động ngầm. Các thung lũng kéo dài từ vài trăm mét đến trên 5 km, tạo địa hình khe hẻm hiểm trở, đáy ít có vật liệu bồi tích hoặc thậm chí không có. Trong khi đó ở phần rìa, đáy của các thung lũng được mở rộng và lấp đầy bởi lớp bồi tích khá dày và được gọi là thung lũng karst ven rìa. Trên các thung lũng này th­ường có sông suối chảy qua. Các dòng sông suối này là tác nhân mang nước từ các vùng địa hình phi karst vào khu vực đá vôi. Tại vị trí sát khối đá vôi thường xuất hiện các hố nước sâu. Những đặc trưng như vậy có thể quan sát thấy rất rõ ở Khe Gát, Chà Nòi, trư­ớc cửa Hang Én,... Cũng có những vùng trũng bị các khối đá vôi với diện tích khá rộng lớn bao quanh nh­ư ở khu vực Phong Nha.

Theo các nhà Địa chất phân tích và nghiên cứu, mặc dù cường độ bóc mòn karst ở vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng so với các nước trên thế giới là rất nhỏ. Tuy vậy, cũng cần có các biện pháp phòng chống sự phát triển của quá trình karst để bảo tồn di sản thiên nhiên này và tạo tiền đề hướng tới 1 di sản thiên nhiên đa dạng sinh học, góp phần vào sự phát triển ngành du lịch của tỉnh nhà.