このようなサンゴ礁の形態の違いは、島の沈降もしくは海面の上昇によると考えられている。堡礁や環礁の形成過程については、裾礁を抱える島が地殻変動や侵食により沈降し堡礁や環礁に変化したとする沈降説と、最終氷期の海水準変動によって生じた裾礁が海面の上昇により堡礁や環礁に変化したとする氷河制約説とがあり、共に一定の評価を得ている。特に沈降説は、チャールズ・ダーウィンによるもので、現在ではプレートテクトニクスと連動している。
サンゴ礁が隆起や海面降下により島となる場合もある。宮古島や沖永良部島などがその例で、島が全体的に平坦な形となるのが特徴である。また、北大東島と南大東島は島の中央が凹んでおり、周囲を囲むように高い部分がある。これは、隆起した環礁であると考えられている。
また、パラオなどはサンゴ礁内に大きな鍾乳洞があるが、鍾乳洞は陸上でなければ形成されないので、かつてそこは陸上だったことになる。これはサンゴ礁が海面の降下で海面上に現れ、侵食を受けて鍾乳洞ができ、再び海面が上昇したときに海底となったもので、現在島となっている部分は侵食されずに残った部分である。
サンゴ礁の構成と化石.
現在のサンゴ礁は熱帯を中心とする、温暖で透明度が高く、浅い海域にのみ出現する。この理由は、造礁サンゴが褐虫藻という単細胞藻類を共生させているからである。これは単なる偶然や、栄養上の必要性だけではなく、褐虫藻の光合成があってこそ、サンゴの石灰質の骨格が、これだけの成長速度を維持できるらしいと考えられている。ちなみに、シャコガイやホシズナも褐虫藻を共生させている。このことから、過去のサンゴ礁でも似たような状況があったものと考えられる。そこで、サンゴ礁の化石が出た場合、その時代のその場所は、熱帯か亜熱帯の、温暖で浅い海域であったと判断することができる。このように、その化石の発見によって、その時代のその場所の環境が判断できる場合、そのような化石を示相化石とよんでいる。
ただし、サンゴ礁の形成は沈降説にも述べられているように、島の沈降と海洋プレートの移動が大きく関わっている。サンゴ礁の形成される海域と、化石となって発見される地点が大きく変わる可能性や、他の地層の中に取り込まれて出現する可能性も考えなければならない。
サンゴ礁の環境と生物.