Östersjöns geologiska mångfald har undersökts utifrån variationer i berggrunden, jordarterna och bottenformerna. De geologiskt mest varierande områdena finns i norra Östersjön, längs kusten och särskilt i skärgården med sin kristallina berggrund.
Skärgårdens landskap är mångsidigt, både ovanför och under vattnet.
Södra Östersjön är planare till sin karaktär. En bakgrundsfaktor i ett geologiskt mångformigt landskap är de så kallade tektoniska lineamenten, det vill säga långsträckta strukturer som syns i landskapet och krosszoner som uppkom i ett tidigt skede av berggrundens utveckling.
Förutom berggrundens egenskaper har förekomsten av jordarter och bottenformer påverkats av istidernas eroderande och ackumulerande verksamhet, samt av processer som pågår än idag. Östersjöbottnarnas nuvarande drag bestäms i hög grad av deras geologiska egenskaper och förflutna.
Havsbottens geodiversitet är störst längs norra Östersjöns kuster. Den geologiska mångfaldens fördelning uttrycks med geodiversitetsindex. Kaskela & Kotilainen, 2017.
Hotad geodiversitet
Trycket av befolkningstillväxten på kust- och havsområdena har ökat markant under de senaste åren. Städerna växer och bristen på byggnadsmark har ökat utbyggnaden av stränderna. Man har också börjat bygga ut över vattnet. Åtgärder som förändrar havsbottnen, t.ex. hamn- och farledsbyggen, dragning av kablar och gasledningar, samt strukturer för marina vindkraftverk, har ökat.
Dessutom ökar de för våra kuster typiska naturliga förhållandena indirekt detta behov. Landhöjningen och vattendragens sedimenttransport gör att kustvattnen hela tiden blir grundare. För att hålla hamnar och farleder funktionsdugliga måste vi regelbundet muddra dem.
Även utnyttjandet av havsbottens naturresurser, såsom behovet av stenmaterial för byggen, kommer att öka i framtiden. Muddring och dumpning är nära relaterade till alla dessa aktiviteter.
Georisker förorsakas av både naturen och människan
Geologiska risker (eng. geohazards) på havsbotten kan indelas i naturliga risker och risker relaterade till mänskliga aktiviteter på havsbotten.
Byggande på havsbotten kan involvera en mängd geologiska problem, såsom olika naturrisker. Globalt sett kan det handla om jordbävningar, massrörelser under vattnet, tsunamier och vulkanutbrott eller till och med meteoritnedslag.
Georisker som de ovannämnda kan orsaka allvarliga mänskliga och ekonomiska skador. I Östersjön är emellertid problemen av havsbottenkonstruktionerna huvudsakligen geotekniska, som t.ex. risken att strukturerna sjunker i mjuka bottensediment.
I vissa delar av Östersjön måste man också räkna med risken för stranderosion och massrörelser under vattnet. Sådana riskfaktorer bör identifieras och beaktas innan man börjar bygga.
Havsbottens djupkarta över Neugrund meteoritkrater utanför den estniska kusten. Kratern uppstod för ca 535 miljoner år sedan och anses vara en av världens bäst bevarade submarina asteroidkratrar. Kaskela et al., 2016. Estonian Maritime Administration.
Sedimenten på havsbotten innehåller skadliga ämnen
Havsbottensedimenten förknippas också med andra miljörisker. Bottensedimenten innehåller skadliga ämnen från naturliga källor såväl som från belastningar orsakade av mänskliga aktiviteter.
Ökning av mänsklig påverkan, såsom belastningen av tungmetaller från 1950-talet fram till 1970- och 1980-talen, återspeglas i Östersjöns sedimentarkiv. Även om halterna av t.ex. bly, kvicksilver, kadmium och radioaktivt cesium i havsbottnens ytskikt minskat under de senaste decennierna, är bottensedimenten fortfarande rika på skadliga ämnen.
Yttre fosforbelastningar, som orsakar eutrofiering, minskar, men återhämtningen av havet kan fördröjas genom att fosfor frigörs från bottensedimenten under syrefria förhållanden.
Skadliga ämnen i sediment. Bly- (Pb), koppar- (Cu), zink- (Zn), och arsenikhalterna (As), i 50 cm djupa sedimentkärnor från Bottenviken och östra Finska viken, (mg/kg torrvikt). Bilden visar också toxicitetsgränserna: Nedre gränsvärden (Lower toxicity limits) (‘‘effects range-low’’; ERL) och gränsen för toxicitet i medelområdet (”effects range-medium”; ERM). Vallius, 2014.
Muddring kan sprida begravda gifter
Under muddring av havsbotten sprids bottenmaterial i vattenmassan. Fina partiklar grumlar vattnet och kan driva långa vägar med havsströmmarna. De fina partiklarna har förmågan att binda skadliga ämnen, såsom tungmetaller.
Muddring av havsbottensediment som innehåller mycket skadliga ämnen, sätter dessa redan begravda substanser på nytt i rörelse och även sprider dem över stora områden. Dumpning av förorenade jordmassor på havsbotten har liknande negativa effekter på miljön.
Ett exempel på detta var de stora byggarbetena i Nevabukten 2006–2008. Byggnadsverksamheten i flodmynningen spred fina sedimentpartiklar, inklusive skadliga ämnen bundna till dessa, flera tiotals kilometer ut i Finska viken.
Byggprojekt på havsbotten kan avslöja förorenade sediment
Stora byggprojekt på havsbottnen, såsom hamnbyggen, kan avslöja obehagliga överraskningar i bottenavlagringarna. Bland annat muddringarna inför bygget av den nya storhamnen i Nordsjö uppdagade förorenade jordmassor som innehöll giftigt tributyltenn (TBT).
Giftet härstammade från det varv som tidigare fungerat på samma plats. Tributyltennet måste muddras bort och stabiliseras, vilket i sin tur påverkade planeringen av hamnbygget och ledde till justering av i vilken ordning hamnen byggdes. Havsbottnen kan också dölja dumpad ammunition, minor och kemiska vapen, vilka alla innebär risker för miljön och byggnadsverksamheten.
Satellitbilder som visar hur de fina sedimenten spred sig i Finska viken i samband med byggen i Nevabukten. Sukhacheva ja Orlova, 2014; Ryabchuk et al., 2016.
Uttag av naturresurser kan skada ömtåliga naturtyper och hela havsmiljön
Uttag av naturresurser, till exempel havssand, kan orsaka grumling av vattnet och sprida fina partiklar i omgivningen. Sandtäkt på havsbottnen förändrar och förstör bottenmiljöerna och dessa effekter kan kvarstå långa i tider.
Fina partiklar som satts i rörelse i samband med muddring, dumpning eller uttag av naturresurser sedimenteras så småningom på nytt, vilket kan göra botten dyig och täcka fiskens lekplatser. Sedimenteringen av fina partiklar kan alltså skada Östersjöns marina miljöer och ömtåliga naturtyper, till exempel alg- och blåmusselbäddar på rev och undervattensskär. I skyddade vikar där vattenutbytet är långsamt kan till och med småskalig muddring orsaka betydande miljöskador.
Förorenade havsbottensediment kan utgöra stora miljörisker
Förorenade havsbottensediment kan skada miljön när de sätts i rörelse på nytt, förorenar havsorganismerna och belastar havet. Idag har vi en relativt bra helhetsuppfattning om vilka skadliga ämnen det rör sig om.
Det saknas fortfarande detaljerad kunskap om halter av förorenade bottensediment om deras utbredning och omfattning. Dessutom vet man lite om spridning av skadliga ämnen orsakade av muddring.
Geologisk forskning och kunskap behövs för att trygga Östersjöns miljö
Östersjön är en skattkammare av fartygsvrak. På bottnen ligger många väl bevarade vrak som kan vara flera hundra år gamla. Förstörelsen av dessa historiskt betydande vrak i samband med byggnadsarbeten på havsbotten måste förebyggas genom att kartlägga dem under de preliminära undersökningarna.
All verksamhet på havsbotten belastar miljön och illa planerade och genomförda projekt utgör miljörisker. Möjliga risker, till exempel förekomsten av skadliga ämnen i sedimenten måste utredas innan projekten påbörjas.
Geologiska studier av havsbotten ger information om strukturen och sammansättningen av havsbotten och till exempel om de faktorer som påverkar byggen. Forskningsdata kan användas för att styra byggandet till så lämpliga platser som möjligt och välja rätt metod som säkrar dess genomförande och minimerar miljöriskerna. Kunskap om havsbottens geologi är en förutsättning för en lyckad havsplanering, som leder till hållbar användning och utveckling av marina områden.
En ytterligare utmaning för havsbottens geodiversitet är klimatförändringen, som kommer att förändra miljöförhållandena på ett sätt som vi ännu inte vet exakt.