Itämeren geologista monipuolisuutta on tarkasteltu kallioperän, maalajien ja pohjanmuotojen vaihtelun perusteella. Monimuotoisimmat alueet sijaitsevat Pohjois-Itämerellä kiteisen kallioperän alueella sekä rannan lähellä, erityisesti saaristossa.
Saariston maisemat ovat monimuotoisia niin veden päällä kuin veden allakin.
Etelä-Itämeri on pohjoisosia tasaisempi. Monimuotoisen maiseman taustatekijöinä vaikuttavat kiteisen kallioperän niin sanotut tektoniset lineamentit, eli pitkät maastossa näkyvät piirteet, sekä kallioperän kehityksen varhaisvaiheissa muodostuneet ruhjevyöhykkeet.
Maalajien ja pohjanmuotojen sijaintiin on vaikuttanut kallioperän ominaisuuksien ohella jääkauden kulutus- ja kerrostumistoiminta sekä nykyiset prosessit. Geologiset ominaisuudet ja erityisesti geologinen menneisyys määrittävät pitkälti Itämeren pohjan piirteitä.
Itämeren merenpohjan geodiversiteetti on suurimmillaan Itämeren pohjoisosan rannikoilla. Geodiversiteetti-indeksi kuvaa geologisen monimuotoisuuden jakaantumista. Q4 on monimuotoisin. Kaskela & Kotilainen, 2017. Rantaviiva: European Environment Agency, 2013.
Itämeren geodiversiteettiä uhkaavat monet tekijät
Väestönkasvun myötä rannikko- ja merialueiden käyttöpaineet ovat lisääntyneet voimakkaasti viime vuosina. Kaupunkien kasvu ja pula maa-alasta ovat lisänneet rannoille ja veden päälle rakentamista. Merenpohjaan kohdistuvat toimet, kuten satamien ja laivaväylien rakentaminen, erilaiset kaapeli- ja kaasuputkihankkeet sekä uusiutuvan energian, kuten merituulivoiman tuotantoon liittyvä rakentaminen, ovat lisääntyneet.
Lisäksi rannikollemme tyypilliset luonnonolot lisäävät välillisesti tätä tarvetta. Maankohoaminen ja jokivesien kuljettama aines madaltavat rannikkovesiämme jatkuvasti, joten satamien ja laivaväylien kunnossapito edellyttää toistuvaa merenpohjan ruoppausta.
Myös merenpohjan luonnonvarojen hyödyntäminen, kuten rakentamisessa tarvittavan kiviaineksen tarve, tulee tulevaisuudessa lisääntymään. Näihin kaikkiin edellä mainittuihin toimintoihin liittyy läheisesti ruoppaus ja läjitys.
Geohasardin voi aiheuttaa luonto tai ihminen
Merenpohjaan liittyvistä geologisista riskeistä, eli geohasardeista voidaan erottaa luonnonolosuhteiden aiheuttamat riskit ja merenpohjaan kohdistuvan ihmistoiminnan aiheuttamat ympäristöriskit.
Merenpohjan rakentamiseen voi liittyä monenlaisia geologisia ongelmia, kuten luonnonolosuhteiden aiheuttamia vaaratilanteita. Maailmalla näistä tunnetuimpia ovat mm. maanjäristykset, merenalaiset massaliikunnot, tsunamit ja tulivuoren purkaukset, tai vaikkapa meteoriittien impaktit.
Tämänkaltaiset geohasardit voivat aiheuttaa vakavia inhimillisiä ja taloudellisia vahinkoja. Itämerellä merenpohjan rakentamisen suurimmat ongelmat ovat kuitenkin lähinnä geoteknisiä, esimerkiksi rakenteiden vajoamisia pehmeillä pohjilla.
Joillain Itämeren alueilla myös rannikon eroosio ja vedenalaiset massaliikunnot ovat mahdollisia. Tämänkaltaiset riskitekijät on kuitenkin syytä selvittää ja huomioida ennen rakennustoimiin ryhtymistä.
Merenpohjan syvyyskartta Viron rannikolla sijaitsevasta Neugrundin meteoriitin kraaterista. Rakenne on muodostunut noin 535 miljoonaa vuotta sitten, ja sitä pidetään yhtenä parhaiten merenpohjalla säilyneenä asteroiditörmäyksen aiheuttamana rakenteena maailmassa. Kaskela et al., 2016. Aineisto: Estonian Maritime Administration.
Merenpohjan kerrostumat pitävät sisällään haitallisia aineita
Merenpohjan kerrostumat muodostavat toisenlaisen ympäristöriskin. Pohjan kerrostumissa, sedimenteissä, on taltioituneena niin luonnollisista lähteistä kuin ihmistoiminnan aiheuttamasta kuormituksesta peräisin olevia haitallisia aineita.
Ihmistoiminnasta peräisin olevien haitallisten aineiden, kuten raskasmetallien kuormituksen, kasvu 1950-luvulta 1970- ja 1980-luvuille näkyy Itämeren merenpohjan sedimenttiarkistoissa. Vaikka esimerkiksi lyijyn, elohopean, kadmiumin ja radioaktiivisen cesiumin pitoisuudet merenpohjan pinnalla ovat pienentyneet selvästi edellisistä vuosikymmenistä, on pohjan sedimenteissä kuitenkin edelleen runsaasti haitallisia aineita.
Rehevöitymistä aiheuttava ulkoinen fosforikuormitus vähenee, mutta meren elpymistä voi hidastaa fosforin vapautuminen hapettomissa oloissa merenpohjan sedimenteistä. Tätä prosessia kutsutaan sisäiseksi kuortmitukseksi.
Haitalliset aineet sedimentissä. Lyijy- (Pb), kupari- (Cu), sinkki- (Zn), ja arseenipitoisuudet (As), Perämereltä ja itäiseltä Suomenlahdelta otetuissa noin 50 cm pitkissä sedimenttinäytteissä, (mg/kg kuivapaino). Kuvaan on merkitty myös myrkyllisyys rajat: Lower toxicity limits (‘‘effects range-low’’; ERL) ja middle range toxicity limits (ERM). Vallius et al. 2014.
Ruoppaus voi levittää hautautuneita, haitallisia aineita
Merenpohjan ruoppausten yhteydessä veteen leviää merenpohjan ainesta. Hienoaines samentaa vettä ja se saattaa kulkeutua kauas virtausten mukana. Sillä on kyky sitoa itseensä haitallisia aineita, kuten raskasmetalleja.
Ruoppauksen kohdistuessa runsaasti haitallisia aineita sisältäviin merenpohjan kerrostumiin, se saa aiemmin pohjalle kerrostuneet ja hautautuneet ainekset uudelleen liikkeelle ja kulkeutumaan myös kauemmas. Pilaantuneiden maa-ainesten merenpohjalle läjittämisellä on samanlaiset, ympäristölle haittaa aiheuttavat vaikutukset.
Esimerkiksi Nevan lahden suurten rakennustöiden yhteydessä vuosina 2006–2008, hienoainesta ja niihin sitoutuneita haitallisia aineita kulkeutui Suomenlahdelle jopa kymmenien kilometrien päähän rannikosta.
Merenpohjan rakennushankkeet tuovat toisinaan esiin pilaantunutta maa-ainesta
Suuret merenpohjan rakennushankkeet, kuten satamahankkeet, voivat paljastaa pohjakerrostumista ikäviä yllätyksiä. Mm. Vuosaaren sataman ruoppausten yhteydessä merenpohjasta löytyi pilaantunutta maa-ainesta, joka sisälsi myrkyllistä tributyylitinaa (TBT).
Nämä aikaisemmin alueella toimineelta telakalta mereen joutuneet TBT-myrkyt jouduttiin ruoppaamaan pois ja stabiloimaan, eli kiinteyttämään, mikä osaltaan vaikutti rakentamisen suunnitteluun ja muutti sataman rakentamisjärjestystä. Myös merenpohjalla olevat ammukset, miinat ja kemialliset aseet voivat aiheuttaa riskejä ympäristölle ja rakentamistoiminnalle.
Satelliittikuvat, joissa näkyy Nevan lahden suurten rakennustöiden yhteydessä Suomenlahdelle kulkeutunutta hienoainesta. Sukhacheva ja Orlova, 2014; Ryabchuk et al., 2016.
Luonnonvarojen nostot saattavat vahingoittaa merellisiä elinympäristöjä ja herkkiä luontotyyppejä
Veden samenemista ja merenpohjan hienoaineksen leviämistä voi aiheutua myös merenpohjan luonnonvarojen, kuten merihiekan noston yhteydessä. Merihiekan nosto muokkaa merenpohjan elinympäristöjä ja aiheuttaa pohjan menetystä. Muutokset säilyvät paikoin pitkiäkin aikoja.
Ruoppausten, läjitysten ja merenpohjan luonnonvarojen noston yhteydessä mahdollisesti liikkeelle lähtevä hienoaines saattaa takaisin pohjalle laskeutuessaan liettää pohjaa ja peittää alleen mm. kalojen lisääntymisalueita.
Merenpohjan liettyminen voi siis paikoin olla vahingollista Itämeren merelliselle elinympäristölle ja herkille luontotyypeille, kuten riuttojen levä- ja sinisimpukkayhteisöille. Suojaisissa merenlahdissa, missä vesi vaihtuu heikosti, voi pienialaisellakin ruoppauksella olla merkittävät ympäristövaikutukset.
Merenpohjan pilaantuneet sedimentit voivat aiheuttaa suuria ympäristöriskejä
Merenpohjan pilaantuneisiin sedimentteihin voi liittyä suuriakin ympäristöriskejä, kun ne lähtevät uudelleen liikkeelle, saastuttavat meren eliöstöä ja kuormittavat merta. Merenpohjan sedimenttien sisältämistä haitallisista aineista on suhteellisen hyvä yleiskäsitys.
Tarkempi tietämys koskien pilaantuneiden pohjasedimenttien haitallisten aineiden pitoisuuksia sekä alueellista sijaintia ja laajuutta on edelleen puutteellista. Myös ruoppausten aiheuttamasta, sedimenttien haitallisten aineiden kulkeutumisesta tiedetään vielä vähän.
Geologinen tutkimus ja tietämys turvaa Itämeren ympäristöä
Merenpohjaan kohdistuva toiminta kuormittaa ympäristöä, ja huonosti suunniteltuna ja toteutettuna siihen voi liittyä ympäristöriskejä. Mahdolliset riskit, kuten alueen merenpohjan sedimenttien sisältämät haitalliset aineet, on selvitettävä ennen rakennustoimiin ryhtymistä.
Merenpohjan geologisella tutkimuksella saadaan tietoa pohjan rakenteesta ja koostumuksesta, ja esimerkiksi rakentamiseen vaikuttavista tekijöistä. Tutkimustiedon avulla rakentamista voidaan ohjata mahdollisimman soveliaaseen paikkaan ja valita oikea menetelmä sen turvalliseksi toteuttamiseksi, ympäristöriskit minimoiden. Tietämys merenpohjan geologiasta on välttämätöntä perustietoa onnistuneelle merialuesuunnittelulle, jolla ohjataan merialueiden kestävää käyttöä ja kehitystä.
Oman haasteensa merenpohjan geodiversiteettiin tuo ilmastonmuutos, joka tulee muokkaamaan ympäristöolosuhteita tavalla, jonka vaikutuksista meillä ei ole vielä tarkkaa tietoa.