Itämeren muoto, ala ja tilavuus

Nykyisen Itämeren pinta-ala on 392 000 km2, tilavuus 21 000 km3. Valuma-alueen laajuus on yli 1 700 000 km2. Valuma-alue on siis noin viisinkertainen merialueen pinta-alaan nähden. Itämeren keskisyvyys on vain 55 m, kun muista sisämeristä Välimeren keskisyvyyskin on 1000 m ja valtamerten keskisyvyys on useampia kilometrejä. Itämeren suurin syvyys on vain 460 m.

Näillä pohjoisilla leveysasteilla sataa paljon, ja Itämereen valuma-alueelta virtaavista sadoista joistakertyy makeaa vettä vuosittain noin 450 km3. Lisäksi sadevettä, lumena tai vetenä, tulee suoraan merialueelle noin 100 km3 vuodessa. Saman verran, noin 100 km3, haihtuu ilmakehään. Vuosittainen makean veden ylimäärä on siis noin 2% Itämeren kokonaistilavuudesta. Koska pitkällä tähtäyksellä Itämeren pinta pysyy kuitenkin vakiona, valuu vesiylimäärä Tanskan salmien kautta Pohjanmereen, ja Itämeri pikkuhiljaa muuttuisi suureksi makean veden altaaksi, ellei silloin tällöin tapahtuisi vastakkaissuuntaista virtausta Pohjanmereltä Itämereen. Pääaltaan eli varsinaisen Itämeren altaan lisäksi meri kurkottautuu Suomenniemen ympärille laajoina, mutta matalina lahtina.

Pohjanlahti

Koska varsinaisen Itämeren ja Pohjanlahden välillä on Salpausselkien jatkeiden muodostama kynnys, pääsee Pohjanlahdelle pääasiassa vain varsinaisen Itämeren heikkosuolaista pintavettä. Selkämeren veden suolapitoisuus on siis vähäisempää kuin varsinaisen Itämeren, ja myös kerrostuneisuus on heikompi. Happi pääsee siirtymään pohjalle lähes säännöllisten syys- ja kevätkiertojen ansiosta, eikä happikatoa esiinny. Happipitoisuus on kuitenkin laskemassa Selkämeren syvävedessä. Merenkurkun mataluus edelleen estää suolapitoisen veden virtausta Perämerelle, joten Perämeren happitilanne pysyy hyvänä.

Suomenlahti

Varsinaisen Itämeren ja Suomenlahden välillä ei kynnystä ole, joten varsinaisen Itämeren ominaisuudet heijastuvat Suomenlahdella. Suomenlahden pohjanläheisessä vesikerroksessa happitilanne on pitkään ollut heikko, vaikkakin happikatotilanteita on vain harvoin tavattu. Suurten valtamerivesipulssien vaikutus näkyy selvästi vielä Suomenlahden keskialueille asti, kun alkuperäisen pulssin liikkeelle ajama keskusaltaan vanha vesi työntyy Suomenlahden syväkerroksessa itäänpäin. Tämän syväveden happitilanne on heikko, mikä lisää fosfaatin liukenemista sedimentistä takaisin vesimassaan.

Suomenlahden pintakerroksen fosfaattipitoisuus on voimakkaasti kasvanut viime vuodesta. Tähän on selvästi syynä syväveden kumpuaminen pintaan. Suomenlahden syvä, pohjanläheinen vesi on voimakkaasti sidoksissa vesimassan kerrostuneisuuteen. Pohjanläheisen vesikerroksen suolapitoisuus vaihtelee nopeasti, ja vastaavasti tämän vesikerroksen happipitoisuus muuttuu nopeasti. Kun suolapitoisuus nousee, estyy pinta- ja syväkerroksen hapensiirto, ja happi vähenee ja paikoin loppuu kokonaan. Happipitoisuuden heiketessä alkaa sedimenttiin sitoutunut fosfaatti liueta takaisin veteen. Mikäli tällainen stagnaatiovaihe kestää pitkään, kertyy pohjanläheiseen syväveteen huomattavia fosfaattimääriä.

Suomenlahden voimakas kerrostuneisuus voi purkautua varsinkin myrskyjen sekoittaessa vettä, ja lisäksi tilanteissa, missä voimakkaat pohjoisenpuoleiset tuulet ajavat pintavettä Suomen lounais- ja etelärannikoilta avomerelle. Tilalle kumpuaa kylmää Suomenlahden syvävettä, johon pitkän stagnaatiovaiheen aikana on kertynyt runsaasti fosfaattia. Koska keväällä alkava leväkukinta käyttää ravinteita, siis lähinnä typpi- ja fosforiyhdisteitä, tietyssä suhteessa, on mahdollista laskea paljonko fosfaattia jää pintaveteen odottamaan loppukesän pintaan nousevia sinileväkukintoja. Nämähän tarvitsevat vain veteen liuennutta fosfaattia sillä ne ottavat tarvitsemansa typen suoraan ilmakehästä.