Sea-level changes of the Baltic Sea have been in the focus since the beginning of Baltic history studies. The main goal of the study is to reconstruct Holocene sea-level changes in the eastern part of Pomeranian Bay and the Szczecin Lagoon. For this purpose, 171 radiocarbon dates were used for the eastern part of Pomeranian Bay and 131 radiocarbon dates for the Szczecin Lagoon. The data allow reconstructing sea-level changes in the last 8500 years in the eastern part of Pomeranian Bay and 7500 years in the Szczecin Lagoon. The sea level 8500 yr b2k was ca. 16 m in Pomeranian Bay, while 7500 yr b2k in the Szczecin Lagoon, it was ca. 8 m below the present sea level. Initially, the fast sea-level rise (up to 9.0 mm/yr) slowed down about 6000 yr b2k to ca. 1.0 mm/yr. In the last 5000 years, the sea level rose at a rate of 0.5 mm/yr in both sites. Analysed data allow distinguishing an extreme event (or events) that disturbed a rather regular course of sea-level rise, which occurred between 7314 and 7022 yr b2k. The history of sea-level changes was similar in the eastern part of Pomeranian Bay and the Szczecin Lagoon despite differences in the geological structure of the pre-Quaternary bedrock and potential various trends in vertical crustal movements. Similarities to some other regions of the southern Baltic and the world ocean allow assuming that sea-level changes in the study area in the last 9000 years in general were eustatic in nature.
BennikeOAndreasenMSJensenJB, et al. (2012) Early Holocene sea-level changes in Øresund, southern Scandinavia. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin26: 29–32.
2.
BennikeOJensenJB (1998) Late- and postglacial shore level changes in the southwestern Baltic Sea. Bulletin of the Geological Society of Denmark45: 27–38.
3.
BennikeOJensenJB (2011) Postglacial, relative shore-level changes in Lillebælt, Denmark. Geologic survey of Denmark and Greenland Bulletin23(23): 37–40.
4.
BennikeOJensenJB (2013) A Baltic Ice Lake lowstand of latest Allerød age in the Arkona Basin, southern Baltic Sea. Geological Survey of Denmark and Greenland Bulletin28: 17–20.
5.
BennikeOJensenJBLemkeW, et al. (2004) Late- and postglacial history of the Great Belt, Denmark. Boreas33: 18–33.
6.
BennikeOJensenJBNørgaard-PedersenN, et al. (2021) When were the straits between the Baltic Sea and the Kattegat inundated by the sea during the Holocene?. Boreas50: 1079–1094.
7.
BirdE (2000) Coastal Geomorphology. Chichester, New York, Weinheim, Brisbane, Singapoe, Toronto: John Willey & Sons, Ltd, 322p.
8.
BorówkaRCedroB (2011) Holocene marine ingressions in the coastal zone of the Pomeranian Bay based on radiocarbon assays. Geochronometria38(1): 85–92.
9.
BorówkaRKOsadczukAOsadczukK, et al. (2017) Postglacial evolution of the Odra river mouth, Poland-Germany. Coastal Research Library19: 193–216.
10.
BorówkaRKOsadczukAWitkowskiA, et al. (2005) Late glacial and Holocene depositional history in the eastern part of the Szczecin Lagoon (Great Lagoon) basin—NW Poland. Quaternary International130: 87–96.
11.
BorówkaRKStrobelWHałasS (2012) Stable isotope composition of subfossil Cerastoderma glaucumshells from the Szczecin Bay brackish deposits and its palaeogeographical implications (South Baltic Coast, Poland). Quaternary Research77: 245–250.
12.
Bronk RamseyC (2009) Bayesian analysis of radiocarbon dates. Radiocarbon51(1): 337–360.
13.
BrykczyńskaE (1978) Próba odtworzenia rozwoju roślinności w późnym glacjale i holocenie w okolicach Niechorza na Pomorzu Zachodnim. An attempt to reconstruct Late Glacial and Holocene history of vegetational cover from the Niechorze area in Western Pomerania (in Polish with English summary). Kwartalnik Geologiczny22(2): 361–377.
14.
ButrymowiczNNiewiteckaM (1974) Mapa geologiczna Polski w skali 1 : 200 000 arkusz Kołobrzeg. Warszawa: Instytut Geologiczny.
15.
CedroB (2012) Litologia i wiek osadów z profilu T28 (okolice Mrzeżyna). In: CedroB (ed.) Późnoglacjalne i holoceńskie przemiany środowiska przyrodniczego zarejestrowane w osadach profilu T28 z okolic Mrzeżyna na podstawie badań wielodyscyplinarnych. Szczecin: Wydawnictwo ZAPOL, pp.19–30.
16.
CedroB (2016) Późnoglacjalna i holoceńska historia zmian południowego Bałtyku zapisana w osadach zbiorników sedymentacyjnych okolic Mrzeżyna. Late Glacial and Holocene history of the southern Baltic Sea level changes as recorded in the deposits of the sedimenatry basnis Mrzeżyno area (in Polish with English summary). Szczecin: Uniwersytet Szczeciński, 245p.
17.
DadlezRMarekSPokorskiJ (eds) (2000) Geological Map of Poland Without Cainozoic Deposits 1: 1 000 000. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
18.
DanelWDobrackiRGałązkaD, et al. (2007) Mapa geologiczna Polski w skali 1: 200 000 arkusze Dziwnów i Szczecin. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
19.
DobrackaE (1990) Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1 : 50 000 arkusz Trzebiatów (78). Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
20.
DobrackaE (1992) Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1 : 50 000 arkusz Trzebiatów (78). Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny, 44p.
EngelhartSEVacchiMHortonBP, et al. (2015) A sea-level database for the Pacific coast of central North America. Quaternary Science Reviews113: 78–92.
23.
EnglandJDykeASCoulthardRD, et al. (2013) The exaggerated radiocarbon age of deposit-feeding molluscs in calcareous environments. Boreas42: 362–373.
24.
EronenM (1987) Global sea-level changes, crustal movements and quaternary shorelines in Fenoscandia. Geological Survey of Finland Special Papers2: 31–36.
25.
FjeldskaarW (1994) The amplitude and decay of the glacial forebulge in Fenoscandia. Norsk Geologisk Tidsskrift74(1): 2–8.
26.
GoslarTBorówkaRKLatałowaM (2009) Dokumentacja wyników oznaczeń wieku radiowęglowego osadów wypełniających Zalew Szczeciński. Poznań: Fundacja Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza, 45p.
27.
HarffJFrischbutterALampeR, et al. (2001) Sea-level change in the Baltic Sea: Interrelation of climatic and geological processes. In: GerhardLCHarrisonWEHansonBM (eds) Geological Perspective of Global Climate Change, vol. 47. Tulsa, OK: American Association of Petroleum Geologists, pp.231–250.
28.
HijmaMPEngelhartSETörnqvistTE, et al. (2015) A protocol for a geological sea-level database. In: ShennanILongAJHortonBP (eds) Handbook of Sea-Level Research. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, pp.536–553.
29.
HoffmannGSchmedemannNSchafmeisterMT (2009) Relative sea-level curve for SE Rügen and Usedom Island (SW Baltic Sea coast, Germany) using decompacted profiles. Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften160(1): 69–78.
30.
HuaQBarbettiMRakowskiAZ (2013) Atmospheric radiocarbon for the period 1950–2010. Radiocarbon55(4): 2059–2072.
31.
JeglińskiW (2009) The structure and evolution of the contemporary delta of the Reda River (southern Baltic, Poland). Oceanological and Hydrobiological Studies38(1): 27–40.
32.
JeglińskiW (2013) Rozwój wybrzeża Zatoki Gdańskiej w rejonie ujścia Wisły Martwej. Development of the Gulf of Gdańsk coast in the area of the Dead Vistula mouth (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny61(10): 587–595.
33.
JurowskaZKramarskaR (1990) Mapa geologiczna dna Bałtyku w skali 1 : 200 000 arkusze Dziwnów i Szczecin. Geological Map of the Baltic Sea bottom 1: 200 000, sheets Dziwnów and Szczecin. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
34.
KontnyBBoguszJ (2012) Models of vertical movements of the earth crust surface in the area of Poland derived from levelling and GNSS data. Acta Geodynamica et Geomaterialia9(3): 331–337.
35.
Kopczyńska-LamparskaK (1976) Radiocarbon datings of the late glacial and Holocene deposits of Western Pomerania. Acta Geologica Polonica26(3): 413–418.
36.
KosteckiRJanczak-KosteckaBEndlerM, et al. (2015) The evolution of the Mecklenburg Bay environment in the Holocene in the light of multidisciplinary investigations of the sediment cores. Quaternary International386: 226–238.
37.
KosteckiRJanczak-KosteckaBEndlerM, et al. (2018) Environmental evolution of western Baltic Sea in the Holocene in the light of multidisciplinary investigations of sediments cores from Arkona Basin. Quaternary International493: 39–49.
38.
KowalczykK (2006) Nowa mapa współczesnych pionowych ruchów skorupy ziemskiej na obszarze Polski. GEODETA – Magazyn Geoinformacyjny8(135): 45–48.
39.
KramarskaR (1998) Origin and development of the Odra bank in the light of the geologic structure and radiocarbon dating. Geological Quarterly42(3): 277–288.
40.
KramarskaR (ed.) (1999) Geological Map of the Baltic Sea Bottom Without Quaternary Deposits, 1 : 500 000. Gdańsk–Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
41.
KramarskaRJeglińskiWKaulbarszD, et al. (2016) Czwartorzęd Zatoki Pomorskiej i perspektywy surowcowe. The Quaternary of the Pomeranian Bay and prospects of raw materials (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny64(8): 552–563.
42.
KramarskaRJurowskaZ (1991) Objaśnienia do mapy geologicznej dna Bałtyku w skali 1 : 200 000, arkusze Dziwnów i Szczecin. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
43.
KrzymińskaJ (1996) Ekspertyza mikrofauny i malakofauny z osadów strefy brzegowej – część zachodnia. Gdańsk: Archiwum Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego, Oddział Geologii Morza, 10p.
44.
KrzymińskaJ (2001) Zespoły mięczaków w osadach czwartorzędowych południowego Bałtyku. Assemblages of molluscs in the quaternary deposits of the southern Baltic Sea (in Polish with English summary). Biuletyn Państwowego Instytut Geologicznego397: 67–115.
45.
KrzymińskaJCedroB (2012) Osady późnoglacjalnych i holoceńskich zbiorników sedymentacyjnych jako zapis przemian paleogeograficznych w świetle badań faunistycznych profili z okolic Mrzeżyna. In: CedroB (ed.) Późnoglacjalne i holoceńskie przemiany środowiska przyrodniczego zarejestrowane w osadach profilu T28 z okolic Mrzeżyna na podstawie badań wielodyscyplinarnych. Szczecin: Uniwersytet Szczeciński, pp.63–72.
46.
LambeckKJohnstonPNakadaM (1990) Holocene glacial rebound and sea-level change in NW Europe. Geophysical Journal International103: 451–468.
47.
LambeckKRoubyHPurcellA, et al. (2014) Sea level and global ice volumes from the last glacial maximum to the Holocene. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America111(43): 15296–15303.
48.
LampeREndtmannEJankeW, et al. (2005) A new relative sea-level curve for the Wismar Bay, N-German Baltic coast. Meyniana57: 5–35.
49.
LampeRLampeM (2021) The role of sea-level changes in the evolution of coastal barriers – An example from the southwestern Baltic Sea. The Holocene31(4): 515–528.
50.
LangeWMenkeB (1967) Beiträge zur frühpostglazialen erd- undvegetationsgeschichtlichen Entwicklung im Eidergebiet, insbesonderezur Flussgeschichte und zur Genese des sogenannten Basistorfes. Meyniana17: 29–44.
51.
LatałowaM (1992) Man and vegetation in the pollen diagrams from Wolin Island (NW Poland). Acta Palaeobotanica32(1): 123–249.
52.
LiszkowskiJ (1982) Geneza pola współczesnych pionowych ruchów skorupy ziemskiej na obszarze Polski. Warszawa: Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, 179p.
LougheedBCFilipssonHLSnowballI (2013) Large spatial variations in coastal 14C reservoir age – A case study from the Baltic Sea. Climate of the Past9: 1015–1028.
55.
LovesonVJNigamR (2019) Reconstruction of late Pleistocene and Holocene sea level curve for the east coast of India. Journal of the Geological Society of India93: 507–514.
56.
MajewskiA (ed.) (1980) Zalew Szczeciński. Warszawa: Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, p.339.
MasłowskaMMichałowskaMZachowiczJ, et al. (2003) Badania wystąpień bursztynu w pasie pobrzeża Bałtyku. Wyniki badań litologicznych osadów oraz badań faunistycznych i palinologicznych. Gdańsk: Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział Geologii Morza, 114p.
59.
MeijlesEWKidenPStreurmanH-J, et al. (2018) Holocene relative mean sea-level changes in the Wadden Sea area, northern Netherlands. Journal of Quaternary Science33(8): 905–923.
60.
MörnerN-A (2003) Paleoseimicity of Sweden – A Novel Paradigm. Stockholm: Stockholm University, 320p.
61.
NeumannC (2012) The early Maastrichtian (Late Cretaceous) Chalk of Rügen. In: WitzmannA (ed.) Centenary Meeting of the Paläontologische Gesellschaft. Programme, Abstracts, and Field Guides, Museum für Naturkunde, Berlin, Germany, 24–29September, pp. 206–210.
62.
ObremskaMCedroB (2012) Rekonstrukcja zmian roślinności w okolicy Mrzeżyna na podstawie analizy pyłkowej osadów z kopalnej części rynny Samowa (profil T28). In: CedroB (ed.) Późnoglacjalne i holoceńskie przemiany środowiska przyrodniczego zarejestrowane w osadach profilu T28 z okolic Mrzeżyna na podstawie badań wielodyscyplinarnych. Szczecin: Uniwersytet Szczeciński, pp.73–88.
63.
PattonHHubbardAAndreassenK, et al. (2017) Deglaciation of the Eurasian ice sheet complex. Quaternary Science Reviews169: 148–172.
64.
PeltierWRFairbanksRG (2006) Global glacial ice volume and last glacial maximum duration from an extended Barbados sea level record. Quaternary Science Reviews25: 3322–3337.
65.
PiotrowskiA (1999) Etapy rozwoju Bramy Świny. In: BorówkaRKPiotrowskiAWiśniowskiZ (eds) Problemy geologii, hydrogeologii i ochrony środowiska wybrzeża morskiego Pomorza Zachodniego. LXX Zjazd Naukowy Polskiego Towarzystwa Geologicznego, Międzyzdroje, 10–12June, pp.215–241.
66.
PiotrowskiASzczucińskiWSydorP, et al. (2017) Sedimentary evidence of extreme storm surge or tsunami events in the southern Baltic Sea (Rogowo area, NW Poland). Geological Quarterly61(4): 973–986.
67.
PirazzoliPA (1996) Sea Level Changes: The Last 20 000 Years. Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore: John Wiley & Sons, 211p.
68.
PrusinkiewiczZNoryśkiewiczB (1966) Zagadnienie wieku bielic na wydmach brunatnych Mierzei Świny w świetle analizy palinologicznej i datowania radiowęglem 14C. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, z. 14, Geografia V, pp. 75–88.
69.
ReimannTTsukamotoSHarffJ, et al. (2011) Reconstruction of Holocene coastal foredune progradation using luminescence dating—An example from the Świna barrier (southern Baltic Sea, NW Poland). Geomorphology132(1–2): 1–16.
70.
ReimerPJAustinWENBardE, et al. (2020) The IntCal20 northern hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 cal kBP). Radiocarbon62(4): 725–757.
71.
RoeleveldWLoonAJV (1979) The Holocene development of the young coastal plain of Suriname. Geologie en Mijnbouw58(1): 21–28.
72.
RotnickiK (2009) Identyfikacja, wiek i przyczyny holoceńskich ingresji i regresji Bałtyku na polskim wybrzeżu środkowym. Smołdzino: Słowiński Park Narodowy, 100p.
73.
RudowskiSSitkiewiczPWróblewskiR, et al. (2017) Solid rocks on the nearshore seabed – The distribution and potential impact on coastal processes in the Kołobrzeg region, the southern Baltic. Oceanological and Hydrobiological Studies46(1): 62–73.
74.
SchmedemannNSchafmeisterM-THoffmannG (2006) Impact of near surface compaction on layer geometry within unconsolidated sediments, south western Baltic Sea. Baltica19(2): 64–71.
75.
SlossCRMurray-WallaceCVJonesBG (2007) Holocene sea-level change on the southeast coast of Australia: A review. The Holocene17(7): 999–1014.
76.
StokesCR (2017) Deglaciation of the Laurentide ice sheet from the last glacial maximum. Geographical Research Letters43(2): 377–428.
77.
StroevenAPHättestrandCKlemanJ, et al. (2016) Deglaciation of Fennoscandia. Quaternary Science Reviews147: 91–121.
78.
SydorPKotrysB (2013) Historia rozwoju osadów dawnej doliny Regi w rejonie Pogorzelicy w świetle badań sedymentologicznych i palinologicznych. History of development of the former Rega River Valley deposits in Pogorzelica area in the light of sedimetological and palynological analysis (in Polish with English summary). In: FlorekW (ed.) Geologia i geomorfologia pobrzeży i południowego Bałtyku cz. X. Słupsk: Akademia Pomorska w Słupsku, pp.179–193.
79.
SydorPKrzymińskaJRzodkiewiczM, et al. (2015) A multidisciplinary study on the palaeoenvironmental history of the Resko Przymorskie lake spit during the Late glacial and Holocene (the southern Baltic coast, NW Poland). Geological Quarterly59(3): 531–550.
80.
SzeroczyńskaK (1985) Cladocera jako wskaźnik ekologiczny w poźnoczwartorzędowych osadach jeziornych Polski północnej. Cladocera as ecological indicator in Late Quaternary lacustrine sediments, northern Poland (in Polish with English summary). Acta Palaeobotanica30(1–2): 3–69.
81.
TomczakA (1995) Geological structure of the coastal zone. In: MojskiJE (ed.) Geological Atlas of the Southern Baltic. Sopot-Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny, pp.48–51.
82.
UścinowiczS (1989) Mapa geologiczna dna Bałtyku w skali 1 : 200 000 arkusz Kołobrzeg. Geological Map of the Baltic Sea bottom 1: 200 000, sheet Kołobrzeg. Warszawa: Państwowy Instytut Geologiczny.
83.
UścinowiczS (2003) Relative sea level changes, glacio-isostatic rebound and shoreline displacement in the southern Baltic. Polish Geological Institute Special Papers10: 1–79.
84.
UścinowiczSAdamiecGBluszczA, et al. (2021) Holocene development of the Vistula Spit (Baltic Sea coast) based on multidisciplinary investigations. The Holocene31(4): 658–671.
85.
UścinowiczS(2006) A relative sea-level curve for the Polish southern Baltic Sea. Quaternary International 145–146: 86–105.
86.
UścinowiczS(2014) Chapter 7 The Baltic Sea continental shelf. In: Chiocci F, Chivas A (eds.) Continental Shelves of the World, Their Evolution During Last Glacio-Eustatic Cycle. Geological Society London Memoirs41: 69–89.
87.
UścinowiczSWitakMMiotk-SzpiganowiczG, et al. (2020) Climate and sea level variability on a centennial time scale over the last 1500 years as inferred from the coastal peatland of Puck Lagoon (southern Baltic Sea). The Holocene30(12): 1801–1816.
88.
UścinowiczSZachowiczJMiotk-SzpiganowiczG, et al. (2007) Southern Baltic sea-level oscillations: New radiocarbon, pollen and diatom proof of the Puck Lagoon (Poland). Geological Society of America Special Papers426: 1–16.
89.
WiśniewskiBWolskiTKowalewska-KalkowskaH, et al. (2009) Extreme water level fluctuations along the Polish coast. Geographia Polonica82(1): 99–107.
90.
WitkowskiACedroBKierzekA, et al. (2009) Diatoms as a proxy in reconstructing the Holocene environmental changes in the south-western Baltic Sea: The lower Rega River Valley sedimentary record. Hydrobiologia631: 155–172.
91.
WitkowskiAKierzekACedroB (2012) Rekonstrukcja warunków środowiskowych ze szczególnym uwzględnieniem zmian mineralizacji (zasolenia), pH i trofii w późnym glacjale i w holocenie w osadach z profilu T28 (okolice Mrzeżyna) na podstawie analizy diatomologicznej. In: CedroB (ed.) Późnoglacjalne i holoceńskie przemiany środowiska przyrodniczego zarejestrowane w osadach profilu T28 z okolic Mrzeżyna na podstawie badań wielodyscyplinarnych. Szczecin: Uniwersytet Szczeciński, pp.31–45.
92.
WolskiTWiśniewskiBGizaA, et al. (2014) Extreme sea levels at selected stations on the Baltic Sea coast. Oceanologia56(2): 259–290.
93.
WypychK (1980) Powstanie i rozwój Zalewu Szczecińskiego. In: MajewskiA (ed.) Zalew Szczeciński. Warszawa: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, pp.72–89.
94.
WyrzykowskiT (1975) Opracowanie mapy współczesnych bezwzględnych prędkości pionowych ruchów powierzchni skorupy ziemskiej na obszarze Polski jako fragmentu mapy dla obszaru Europy wschodniej. In: LiszkowskiJStochlakJ (eds) Współczesne i neotektoniczne ruchy skorupy ziemskiej w Polsce. T.1. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, pp.101–109.
95.
WyrzykowskiT (1985) Map of the Recent Vertical Movements of the Surface of the Earth Crust on the Territory of Poland. Warszawa: Instytut Geodezji i Kartografii.
96.
ZłoczowskaIWierzchowskaERobak-BakierowskaA, et al. (2008) Ochrona wód. In: Landsberg-UczciwekM (ed.) Raport o stanie środowiska w województwie zachodniopomorskim w latach 2006-2007. Szczecin: Wojewódzki Inspektorat ochrony Środowiska w Szczecinie, 240p.
97.
ZongY (2004) Mid-Holocene sea-level highstand along the southeast coast of China. Quaternary International117(1): 55–67.
98.
ZuschinMStachowitschMStantonRJ (2003) Patterns and processes of shell fragmentation in modern and ancient marine environments. Earth-Science Reviews63: 33–82.
Supplementary Material
Please find the following supplemental material available below.
For Open Access articles published under a Creative Commons License, all supplemental material carries the same license as the article it is associated with.
For non-Open Access articles published, all supplemental material carries a non-exclusive license, and permission requests for re-use of supplemental material or any part of supplemental material shall be sent directly to the copyright owner as specified in the copyright notice associated with the article.
