Suolaisempi vesi on raskaampaa kuin makea vesi. Tämän takia se laskeutuu pohjalle. Varsinaisen Itämeren syvänteissä ja läntisellä Suomenlahdella on noin 60 metrin syvyydestä pohjaan vesikerros, jonka suolapitoisuus on merkittävästi pintavettä suurempi. Suolaisen ja makean veden tiheyserojen takia vesikerrokset eivät sekoitu keskenään. Tällöin happea ei kulkeudu pintavedestä syväveteen.
Seisahtaneessa syvävedessä biologiset hajotusprosessit kuluttavat jäljelle jääneen hapen nopeasti loppuun. Hapen loputtua pohjille alkaa muodostua myrkyllistä rikkivetyä.
Rehevöityminen voimistaa pohjien happikatoa. Rehevöityminen lisää pintavedessä olevan levämassan määrää. Kun kasviplanktonia on paljon, suuri osa siitä jää syömättä. Kuolleet leväsolut vajoavat pohjaan, jossa pohjaeläimet ja hajottajamikrobit tekevät töitä sen hajottamiseksi. Samalla ne kuluttavat pohjavedessä olevaa happea. Hajotustoiminnan kiihtyessä happi kuluu entistä nopeammin loppuun meren pohjalta ja syntyy happikato.
Rannikkovesissä, jossa ei ole kerrostuneisuutta, esiintyy myös happiongelmia paikallisissa syvänteissä. Täällä rehevöityminen on hapettomuuden perimmäinen syy.
Hapettomien alueiden laajuus vaihtelee Atlantilta tulevien suolapulssien mukaan
Hapettomuus on varsinkin Itämeren keskiosien syvänteiden ongelma. Siellä esiintyy laaja hapeton alue, joka voi sopivissa olosuhteissa ulottua Suomenlahdelle asti. Pohjanlahdella vedenalaiset kynnykset eristävät sen syvistä vesistä. Tämän vuoksi Pohjanlahdella ei esiinny hapettomia pohjia.
Hapettoman alueen laajuus vaihtelee suolapulssien ilmaantumisen mukaan. Suolapulssilla tarkoitetaan ilmiötä, jossa suuri määrä suolaista vettä virtaa Tanskan salmien läpi Itämereen. Samalla se tuo mukanaan happea Itämeren pohjalle. Raskas suolainen vesi painuu pohjaan ja työntää tieltään syvänteiden vähähappista vettä. Suolapulssit parantavat pohjien happitilannetta ja pienentävät hapettoman alueen laajuutta.
2000-luvulla suolapulsseja on ollut toistaiseksi vain muutamia. Vuonna 2014 tuli kaikkien aikojen kolmanneksi suurin pulssi, jota seurasivat keskisuuret pulssit 2015 ja 2016. Viimeisin keskisuuri suolapulssi saapui joulukuussa 2023. Itämeren syvänteiden tila oli kuitenkin päässyt jo niin huonoksi, että nämäkin pulssit paransivat tilannetta vain lyhyeksi ajaksi.
Itämeren pohjien happitilanne talvella vuosina 2017-2023. Punainen merkitsee hapetonta aluetta, jossa on myös rikkivetyä. Nämä pohjat ovat kuolleita ja ylläpitävät vain bakteereja. Oranssi merkitsee alhaista happitasoa (0–2 ml/l). Täällä vain harva eläin selviää. Sinisillä alueilla happitilanne on ollut hyvä. Vuoden 2019 lopulla tulleet suolapulssit toivat happirikasta vettä Itämereen ja pienensivät hapettomia alueita.
Hapettomat pohjat ovat laajentuneet 2000-luvulla
Hapettomien pohjien esiintyminen on lisääntynyt selvästi 2000-luvulla. Tähän on syynä Itämeren yleinen rehevöityminen ja Atlantilta tulevien hapekkaiden suolavesipulssien muuttuminen harvinaisemmiksi.
Suomenlahden pohjanläheisen veden happitilanne vaihtelee voimakkaasti jopa viikkojen syklissä. Suotuisissa sääoloissa voimakkaiden itätuulien aikaan varsinaiselta Itämeren altaalta kulkeutuu Suomenlahden pohjille vähähappista vettä. Voimakkaat länsituulet taas työntävät pohjanläheistä vettä lahdelta ulos. Tällöin poistuva vesi korvautuu runsashappisemmalla pintavedellä.
HELCOMin pohjien happitilannetta kuvaavan indikaattorin ”Oxygen debt” mukaan varsinaisen Itämeren altaan ja Suomenlahden syvät pohjat eivät ole saavuttaneet ympäristön hyvää tilaa.