Havsbottens sammansättning

Under de senaste 2,6 årmiljonerna har istiderna kommit och gått. De stora glaciärerna har slitit bort avlagringar på havets botten. Därför finns det inte mycket kvar av de sediment som avsattes under interglacialerna, dvs. värmeperioderna mellan istiderna. En annan möjlighet är att sådana avlagringar finns, men de har ännu inte upptäckts.

De yngsta sedimenten på Östersjöns botten avlagrades först under och efter den senaste istiden, det vill säga under de senaste 25 000 åren. Dessa yngre sediment är bättre bevarade än de äldre. Beroende på hur de bevarade sedimenten uppkommit, kan de indelas i två grupper: glacigena och postglaciala sediment.

De glacigena sedimenten avsattes på glaciärens botten eller förgrund. Smältvattnet kan också ha samlat sediment på glaciärens kant och framsida. I denna grupp ingår moräner och glaciala flodavlagringar såsom åsar och varviga leror.

Postglaciala sediment, som inkluderar sjö- och havssediment från olika skeden, består främst av finkornig silt, lera och gyttjelera. Också grövre sediment som slitits loss av erosionskrafterna hör till den här gruppen.

Havsbottnens översta skikt består av gyttjeleror och gyttjor, som avlagrats under de senaste århundradena. Ovanpå leran ligger ställvis också sand och silt, som eroderats av strömmar och vågor från hårdare bottnar. Detta ser man särskilt vid kusten.

Typisk sedimentlagerföljd

En typisk lagerföljd i områden där sedimentationen varit jämn efter istiden och där tidigare sediment inte slitits bort, exempel från Finska viken:

1. Ostrukterade gyttjelera (överst)
2. Varvig gyttjelera
3. Sediment som innehåller järnsulfid
4. Ostrukturerad lera
5. Varviga leror från Yoldia-perioden
6. Varviga leror från Baltiska issjön
7. Morän (underst)

Berggrund och stenar täcks av olika slags moränavlagringar. Ovanpå moränen kan av glaciärens smältvatten bildade glacifluviala sediment ha avlagrats i takt med att den senaste inlandsisen drog sig tillbaka. Lera sedimenterades utanför glaciärranden i issjöns djupa vatten. Dessa lerskikt kallas varviga leror. Ur deras struktur kan man se hur issmältningen följde årstiderna. Ett ljusare och grövre siltskikt avsattes under våren och sommaren, och ett mörkare finare lerskikt under vintern.

Lervarven nära glaciärens kant kan vara tiotals centimeter tjocka. Längre ut i havet har varven tunnats ut till under en millimeter. Långt från iskanten i lugna strömningsförhållanden avlagrades lera.

Det uppskattas att inlandsisen skulle ha dragit sig tillbaka från Östersjöregionen för cirka 10 000 år sedan. Då mängden smältvattnet minskade sedimenterade ett enhetligt lerskikt på botten av den stora sjön. I detta skede uppstod också lerlager med mörka sulfidhaltiga strimmor. 

När världshavens yta började stiga passerade den tröskeln i de danska sunden och saltvatten började tränga in Östersjön. Detta var början till Östersjöns brackvattenfas. I vissa områden avsattes organisk gyttja på bottnen. I dessa tider hade flera sänkor och djup tidvis syrebrist, vilket än idag kan urskiljas i sedimentskiktens finstruktur.

De översta bottensedimenten består av gyttja och gyttjeleror som avsatts under de senaste tvåtusen åren. I vissa områden, särskilt vid kusterna, består de yngsta sedimenten också av grövre material som sand och silt.

Sedimentationen är sällan kontinuerlig, inte ens i havets djup. Förhållandena har varierat under hela Östersjöns historia. Sedimenten uppvisar stora tidsmässiga och regionala skillnader och varje område har sin egen karaktär.

Sedimentation, erosion och transport

Många olika faktorer påverkar erosionsprocesserna, transporten av eroderat material och sediment. Processerna påverkas till exempel av vattendjupet, berggrunden, strömningshastigheten, avståndet till kusten, strandens öppenhet, klimatet, istäcket, bottendjursfaunan och landhöjningen.

Årstidsväxlingar som är typiska för Östersjöområdets klimat reglerar både de marina ekosystemens produktion och hur mycket mineraljord som sköljs ut genom vattendragen.

Norra Östersjön kännetecknas av snabb landhöjning. Landet stiger med 5–9 millimeter per år. När landet stiger exponeras äldre sediment och utsätts för strandprosessernas och bottenströmmars erosion.

Älvar och åar, vindar och is transporterar humus och oorganiskt material från fastlandet ut i havet. Dessa transporteras av vågor och strömmar allt djupare tillsammans med havets organiska material och material som frigjorts från havsbotten. Transporten från stranden mot större djup fortgår ända tills strömmen saktar av och materialet kan sjunka till havsbotten. I branta sluttningar uppstår massrörelser som transporterar och sedimenterar material.

En sedimentpartikel börjar alltså sjunka först när vattenströmmen saktar ner. Hur snabbt den sjunker påverkas av partikelns storlek, form, täthet och strömningshastigheten. Ju större partikel desto snabbare sjunker den till botten. Små partiklar samlas ofta i större kluster (flockulerar), vilket gör att de börjar sjunka snabbare. Ju djupare det är, desto längre tar det innan partiklarna når bottnen. Vattendjupet påverkar också vågerosionen.

Vågorna eroderar havets botten. Vågerosionen är starkast i grunt vatten och försvagas på större djup. Den lokala topografin orsakar variationer i bottenströmmarna och påverkar därmed materialtransporten. Ju längre från fastlandet sedimentationsbassängen ligger, desto finare blir sedimentmaterialet. I områden med hög primärproduktion ökar i regel också mängden organiskt sediment. Aktiviteten av bottendjur kan blanda sediment på havsbotten.

I området kring Bottniska viken är landhöjningen snabb, cirka 5–9 millimeter per år. Landhöjningen exponerar sediment från äldre tider och utsätter dem för erosion av is och vågor samt bottenströmmar. Landhöjningen är snabbast i Bottenviken. Eftersom Bottenvikens stränder är långgrunda exponeras stora områden på relativt kort tid.

Havsbottens omväxlande processer kan frilägga sediment från olika perioder, allt från istiden och ännu äldre tider till de allra yngsta, helt nyligen avsatta gyttjor och sandskikt. Här och var kan också delar av berggrunden skjuta fram ur sedimenten. Som ett resultat av detta är bottnar av olika typ mycket ojämnt fördelade över olika områden. Erosion, transport och sedimentation varierar både lokalt och över tid. Sedimentationen är sällan kontinuerlig, inte ens i havets djup, och är ingenstans helt identiska.