Itämeren geologia

Sedimentinnäytteenotin merentutkimusalus Arandan takakannella / Ilkka Lastumäki

Itämeri on yksi maailman suurimmista sisämeristä. Itämeren allas on syntynyt vuosimiljoonien kuluessa erilaisten geologisten prosessien tuloksena. Allas itsessään on hyvin matala, sen keskisyvyys on vain 55 metriä. Itämeren alueella veden syvyys ja merenpohjan muodot vaihtelevat kuitenkin paljon. Paikoitellen joissain sen syvänteissä kuten Gotlannin altaassa, Landsortin syvänteessä sekä Ahvenanmaan syvänteessä veden syvyys on jopa useita satoja metrejä.

Merenpohjan muodot

Etelä-Itämeren suhteellisen tasaiset pohjanmuodot eroavat Pohjois-Itämeren, ja erityisesti sen rannikkoalueen ja saariston, rikkonaisesta ja pirstaleisesta merenpohjasta. Nämä erot merenpohjan muodoissa ja rakenteessa eri alueiden välillä johtuvat pääasiassa erilaisesta kallioperästä. Itämeren pohjoisosissa, kuten Suomen ja Ruotsinkin rannikko- ja saaristoalueella, merenpohjan kallioperä koostuu pääasiassa kiteisestä kallioperästä. Kallioperän rikkonaisuus ja heikkousvyöhykkeet jakavat kallioperän pienempiin osiin, lohkoihin. Itämeren eteläosissa ja lisäksi mm. Selkämeren ja Perämeren keskiosissa, sekä Suomenlahden etelärannikolla kiteistä kallioperää peittävät nuoremmat sedimenttikivet, jotka usein tasoittavat merenpohjan topografiaa ja syvyyseroja. Kiteisen kallioperän alueella merenpohja muodostaakin usein monimuotoisemman ja rikkonaisemman elinympäristön kuin niillä alueilla joissa kiteistä kallioperää verhoavat sedimenttikivet.

Jäätikön vaikutus sedimentteihin

Viimeisten vuosimiljoonien aikana usein toistuneet jääkaudet ovat kuluttaneet osan Itämeren pohjan varhaisemmista kerrostumista pois. Jäätikkökulutus onkin se pääasiallinen syy, miksi viimeisintä jääkautta vanhempia sedimenttejä ei ole säilynyt Itämeren alueella paljonkaan. Valtaosa Itämeren altaan pohjalla säilyneistä kerrostumista on muodostunut viimeisimmän jäätiköitymisen aikana tai sen jälkeen, pääasiassa viimeksi kuluneiden 25 000 vuoden aikana.

Näitä kerrostumia eli sedimenttejä kutsutaankin syntytapansa ja -ympäristönsä perusteella jäätikkösyntyisiksi ja jääkauden jälkeisiksi kerrostumiksi. Jäätikkösyntyiset sedimentit ovat kerrostuneet jäätikön pohjalle tai edustalle, tai jäätiköltä tulevat sulavedet ovat kasanneet niitä jäätikön reunaan ja eteen. Jäätikkösyntyisten sedimenttien ryhmään kuuluvat moreenit, jäätikköjokimuodostumat, kuten esimerkiksi harjut, ja glasiaaliset (lusto)savet. Jääkauden jälkeisiin sedimentteihin kuuluvat puolestaan Itämeren eri järvi- ja murtovesivaiheiden aikana kerrostuneet hienojakoiset sedimentit, savet ja liejut. Myös karkeajakoiset sedimentit, kuten hiekka, joita virtaukset ja aaltotoiminta on kuluttanut ja kerrostanut jääkauden jälkeisenä aikana voidaan luokitella tähän ryhmään.

Nuoren meren vaiheet

Nykyisen kaltainen Itämeri on geologisesti hyvin nuori. Vielä viimeisimmän jäätiköitymisen (Veiksel) maksimivaiheen aikana, noin 20 000 vuotta sitten, koko Itämeren allas oli useita kilometrejä paksun mannerjäätikön peitossa. Mannerjäätikkö alkoi vetäytyä Itämeren eteläosista noin 16 000 vuotta sitten ja noin 10 000 vuotta koko Itämeren altaan alue oli jäästä vapaa. Mannerjäätikön vetäytymisvaiheen aikana ja sen jälkeen Itämeren allas on ollut vuoroin makeavetinen järvi (Baltian Jääjärvi, Ancylusjärvi) ja vuoroin murtovesiallas (Yoldiameri, Litorinameri).

Viimeisin murtovesivaihe alkoi kun kohoava valtameren pinta ylitti nykyisten Tanskan salmien alueella kynnyksen ja Itämeren altaan lounaisosiin alkoi tunkeutua suolaista merivettä. Tämä tapahtui noin 9 000 – 10 000 vuotta sitten. Varsinainen murtovesivaihe, Litorinameri, alkoi Itämeren pääaltaissa noin 8 000 vuotta sitten. Tämä tapahtuma oli alueen eteläosissa hieman varhaisempi kuin pohjoisosissa. Tuolloin tapahtunut muutos vesiekosysteemissä oli dramaattinen. Vesimassan fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien muutosten myötä järviolosuhteet muuttuivat murtovesiolosuhteiksi hyvin lyhyessä ajassa.

Aineksen kulkeutumiseen ja kerrostumiseen Itämerellä vaikuttavat useat eri tekijät kuten virtausnopeus, aineksen raekoko, veden syvyys, merenpohjan topografia, etäisyys rannikosta, rannan avoimuus, vesimassat ja niiden kerrostuneisuus, ilmasto, jääpeite, biologinen perustuotanto, pohjaeliöstö ja maankohoaminen. Merenpohjan pinnalla voikin esiintyä hyvin erilaisia ja eriä-ikäisiä sedimenttejä jääkauden aikaisista moreeneista nykyisin kerrostuvaan liejuun. Merenpohjan pinnalla voi esiintyä myös kalliopaljastumia. Eri pohjanlaatujen alueellinen esiintyminen on hyvin epätasaista. Aineksen kuluminen (eroosio), kulkeutuminen ja kerrostuminen merenpohjalla vaihtelevat hyvin paljon paikallisesti kuin ajallisestikin.

Sedimettikerrokset kertovat Itämeren historiasta

Itämeren pohjista noin hieman yli kolmannes voidaan luokitella alueiksi joilla tapahtuu kerrostumista eli sedimentaatiota. Näille alueille kerrostuu merenpohjalle kulkeutunut aines, myös haitalliset aineet. Merenpohjan sedimentit eivät ole ainoastaan haitallisten aineiden arkistoja, vaan ne sisältävät tietoa muistakin ympäristöolosuhteista, kuten suolaisuudesta, jääpeitteestä, meriveden lämpötilasta tai vaikkapa merenpohjan happitilanteesta ja pohjaeläinten aktiivisuudesta. Merenpohjan sedimenttikerrostumat tarjoavatkin ainutlaatuisen arkiston selvittää Itämerellä tapahtuneita ympäristömuutoksia ja niiden syitä viimeisten vuosikymmenien, -satojen ja -tuhansien aikana.

Kiteisen kallioperän ja sedimenttikivien pinnanmuodot, jääkautinen kulutus- ja kerrostumistoiminta sekä nykyiset eroosio- ja sedimentaatio-olot ovat yhdessä vaikuttaneet kotimeremme pohjan koostumukseen ja -muotoihin. Kuitenkin merenpohjan pinnanmuotojen pääpiirteet ovat muodostuneet jo ennen viimeisintä jääkausiaikaa, kallioperän kehityshistorian varhaisissa vaiheissa.

Tyypillistä Itämerelle ja sen merenpohjalle on ollut jatkuva muutos. Geologiset prosessit muokkaavat merenpohjaa ja sen elinympäristöjä ihmistoiminnan lisäksi vääjäämättömästi.