בשנת 2018 מצא מחקר משותף של המכון הגיאולוגי לישראל, האוניברסיטה העברית בירושלים ואוניברסיטת חיפה כי הים התיכון המזרחי נוצר רק כ-100 מיליון שנה מאוחר יותר ממה שסברו עד כה.
לפני 30 מיליון שנה נפתח גב קשת במרכז האגן האוקייני. פתיחה זו נבעה מהסתובבות נגד השעון של הגוש קורסיקה-סרדיניה שנמשכה עד לפני 16 מיליון שנה, שלאחר מכן התנתק משולי צפון אפריקה. כתוצאה מכך נפתח הים הטירני בין קורסיקה וסרדיניה לבין איטליה.
מאז המזוזואיקון ועד השלישון ובמהלך התכנסות הלוחות בין אפריקה לחצי האי האיברי התפתחה רצועת הרי הבטי-ריף – רצועה הכוללת את הרי הבטים בדרום ספרד והרי הריף בצפון מרוקו. רצועה זו הייתה מחוברת בראשיתה, אולם תנועתה של אפריקה צפונה בסוף המיוקן יצרה לחץ טקטוני על דרום חצי האי האיברי – שהיה אז בקרקעית הים – הרימה אותו וגרמה לסגירת מצר גיברלטר ולהתרחשות האירוע המסיני.
פעילות גאולוגית.
אזור הים התיכון פעיל מאוד מבחינה טקטונית, והשלכות של פעילות זו ניכרות בפעילות סייסמית וגעשית. התנגשות הלוחות ניכרת גם בגאומורפולוגיה: מרבית האגן וגבולותיו נכללים באזור הקימוט האלפיני – אורוגנזה שיצרה את האלפים והתרחשה לפני 23–5.3 מיליון שנה במהלך האוליגוקן והמיוקן. שרכסי ההרים הגבוהים של הקימוט האלפיני הנמשכים אל תוך היבשות, תוחמים חלקים גדולים מחופיו. קימוט זה יצר את המפה המוכרת של הים התיכון בקרבו את חצי האי הבלקני ואת חצי האי האפניני לאירופה, התקרבות שיצרה את רכסי הרי הבלקן והרי האלפים בהתאמה.
בחלקו המזרחי של הים התיכון – בקרקעית ובשוליים היבשתיים – מתרחשות רעידות אדמה רבות, יותר מאשר בחלקו המערבי. הסיבה לכך היא קיום גבולות טקטוניים פעילים רבים יותר באזור זה, בעיקר הגבול שבין העתק צפון אנטוליה המפריד בין לוח אנטוליה – הנע מערבה בקצב של עד 20 ס"מ בשנה, לבין הלוח האירו-אסייתי שמצפון לו. דוגמה לתוצאות הרות האסון של פעילות העתק זה היא רעידת האדמה באיזמיט (1999) במגניטודה 7.4. העתק פעיל נוסף הוא הבקע הסורי-אפריקני, האחראי לתזוזת לוח ערב למרחק של 105 ק"מ צפונית ללוח האפריקאי. אזור נוסף במזרח הים התיכון הנפגע תדיר מפעילות סייסמית הוא חצי האי הבלקני.
מפגש הלוחות העיקרי בין הלוח האפריקאי ולוח אירואסיה חוצה את הים התיכון לרוחבו ומצוין בהרי געש. פעילות געשית זו היא תוצאה של אזור הפחתה בו חודר הלוח האפריקאי אל מתחת ללוח האירו-אסייתי.
במרכז הים התיכון נמצאים הרי הגעש של איטליה:
בין יוון לטורקיה, נמצאת הקשת הגעשית של דרום הים האגאי. זוהי קשת איים הכוללת רצועה של איים געשיים. אחד מהאתרים הגעשיים הבולטים בה הוא סנטוריני בארכיפלג האיים הקיקלאדיים. סנטוריני הוא קבוצה של איים געשיים: הגדול ביותר בקבוצה נקרא תירה-סנטוריני והאחרים – קטנים ממנו – נקראים תירה-אסיה, נאה-קמני (הר געש תת-ימי פעיל), פלאה-קמני, אספרוניסי ואיי קריסטיאנה. איי הקבוצה הם שרידיו של הר געש קדום שנהרס בהתפרצות אדירה לפני כ-3,600 שנים. ההתפרצות הביאה אסון על התרבות המינואית שהתפתחה במקום ובכרתים. איי סנטוריני מקיפים לגונה מרכזית שעומקה כ-400 מטר, שהיא למעשה קלדרה – לוע געשי שנפער בעקבות אותה התפרצות.
מגוון ביולוגי.
בים התיכון כולו תוארו עד כה כ-17,000 מינים, כרבע מתוכם ייחודיים לים התיכון.
תופעת ננסות מזרח ים תיכונית.
האגן המערבי של הים התיכון עשיר יחסית בחומרי מזון המגיעים אליו דרך מצר גיברלטר מהאוקיינוס האטלנטי. אולם קומץ מחומרי מזון אלו מגיע לאזור הלבנט, באגן המזרחי של הים התיכון. הקמת סכר אסואן בשנת 1902 בלמה אף היא את הסעת הסחופת העשירה בחומרי המזון מנהר הנילוס אל האגן המזרחי של הים התיכון. מדענים הבחינו כי מינים של יצורים ימיים מגיעים לגדלים מרשימים יותר באגן המערבי לעומת המזרחי, הם שיערו כי תופעה זו קשורה להסעת חומרי המזון ודלותם היחסית באגן המזרחי, להבדלי מליחות ואקלים. כדי להוכיח את קיום תופעת הננסות, התבצע מחקר מדעי בדג נפוץ המופיע בשפע בשני אזורים אלו, מולית אדומה ("Mullus barbatus") ובהשוואה של 431 דגימות אקראיות מחופי סיציליה וחופי הים התיכון של ישראל התגלו פערים משמעותיים של דגים בני אותו גיל ואותו מין (זוויג), המבחן הסטטיסטי הראה כי בישראל הגודל נע בין 86.7 – 146.3 מ"מ ואילו בסיציליה הממוצע נע בין 100.8 – 191.5 מ"מ (בזכרים). ממצאים אלו אישרו לראשונה את קיום תופעת הננסות במזרח הים התיכון בדגי גרם. דקר חיפני אף הוא מגיע באזורינו לאורך של כ-80 ס"מ ובמערב הים התיכון עשוי להגיע עד 140 ס"מ. תופעה זו מכונה גם בשם ננסות לבנטינית.
מינים פולשים.
פתיחת תעלת סואץ ב-1869 יצרה את המעבר הראשון למי-ים בין הים התיכון לים סוף. ים סוף גבוה יותר, ולכן מימיו הם שזורמים אל הים התיכון. האגמים המרים, המהווים קטע מתעלת סואץ, בלמו את הגירת בעלי החיים והצמחים מים סוף למשך כמה עשורים בשל מליחותם הגבוהה באופן שלא אפשר את הישרדותם, אולם במרוצת הזמן מליחות זו הושוותה בהדרגה למליחות הים האדום בשל זרימת המים בין הימים. כשמחסום ימי זה הוסר בעלי חיים וצמחים היגרו דרך התעלה והחלו לאכלס את מזרח אגן ים התיכון. ים סוף באופן כללי בעל מליחות גבוהה יותר ועני יותר בחומרי מזון (נוטריאנטים) מהאוקיינוס האטלנטי המחובר לים התיכון, כך שלמינים המהגרים מים סוף היה יתרון על המינים המקומיים במזרח אגן ים התיכון, פולשים אלו מותאמים למים דלי נוטריאנטים. כך החלו המינים של ים סוף לפלוש לביוטה של הים התיכון, ולא להפך; תופעה הידועה בשם הגירה לספסית.
בנייתו של סכר אסואן על נהר הנילוס ב-1960 צמצמה את זרימת המים המתוקים הנושאים סחופת עשירה בנוטריאנטים אל מזרח אגן ים התיכון, וכתוצאה מכך דגת הים התיכון נפגעה באופן משמעותי. במקביל שינוי זה יצר תנאים אידיאליים לפולשים מים סוף ובכך תהליך הגירת המינים הפולשים הואץ אף יותר.
מינים פולשים הפכו לרכיב משמעותי במערכת האקולוגית של הים התיכון, ובעלי השפעות המסכנות מינים אנדמיים ים-תיכוניים רבים. בתחילת ההגירה, תצפיות על כמה קבוצות מהמינים האקזוטיים הראו כי יותר מ-70% ממעשירי רגל לא מקומיים ו-63% מהדגים האקזוטיים בים התיכון מקורם באזור האינדו-פסיפי, כלומר הגיעו מהאוקיינוס השקט וההודי במעלה ים סוף אל מפרץ סואץ שבקצהו, ודרך התעלה אל הים התיכון. התעלה הופכת למעבר הימי הראשון להגעת מינים פולשים אל הים התיכון. פגיעתם של כמה מהמינים הלספסיים הללו הפכה למשמעותית ביותר כאשר הם דחפו מינים מקומיים והפכו למחזה נפוץ באזור הלבנט.
לפי האיגוד הבינלאומי לשימור הטבע ומשאביו, אמנת המגוון הביולוגי ואמנת ראמסאר מינים אלו הם זרים לים התיכון, ומחוץ לתחום תפוצתם הטבעי שהוא באזור האינדו-פסיפי. כשמינים אלו מצליחים לבסס אוכלוסיות בים התיכון תוך כדי תחרות ישירה במינים המקומיים ותפיסת מקומם הם הופכים ל"מינים זרים פולשים" ומהווים איום חמור על המגוון הביולוגי המקומי.
הודעת ממשלת מצרים, מאוגוסט 2014, על כוונתה לכרות 35 ק"מ של תעלה חדשה במקביל לקיימת ולהעמיק ולהרחיב 37 ק"מ נוספים מתעלת סואץ מדאיגה ביולוגים ימיים החוששים שמעשה זה רק יחמיר את הפלישה מים סוף לים התיכון. ממצאי מחקר שפורסמו בכתב עת אמריקאי (Diversity and Distributions) קובעים כי תופעת פלישת דגים החמורה ביותר לעומת שאר העולם מתרחשת במזרח הים התיכון, ופלישה זו עלולה לפגוע מאוד במינים מקומיים.
בפברואר 2019, פורסם הדו"ח השנתי של המשרד להגנת הסביבה וממנו עולה כי חלה ירידה משמעותית בנוכחותם של דגים פולשים כגון השפמית הארסית (הידועה גם בכינוי "דג נסראללה"). מאידך, כשליש ממיני הדגים שנדגמו היו מינים פולשים שמקורם בים סוף ואשר נכנסו אל הים התיכון דרך תעלת סואץ.
הגעת מינים אטלנטיים לים התיכון.
הגעתם של מינים אקזוטיים מהאזורים הטרופים של האוקיינוס האטלנטי לים התיכון הפכה לתופעה בולטת בעשורים האחרונים. השאלות אודות השפעות הגירה זו נותרו ללא מענה. האם הגירה זו מהווה שלוחה טבעית של האזורים בהם מתקיימים מינים אלו שכעת נכנסים לים התיכון דרך מצר גיברלטר, בגלל מגמת התחממות המים הנגרמת מההתחממות גלובלית; או פשוט בגלל קיומו של מעבר ימי; או בגלל סיבות מדעיות מורכבות יותר שעדיין לא נחקרו. אף על פי שההגירה הזו אינה בעלת השפעה כמו ההגירה הלספסית, הנושא ממתין למחקרים ומענה על שאלות אלו.
סכנות סביבתיות.
משבר האקלים והים התיכון.
ישנן השפעות שונות של משבר האקלים על הים בכלל ועל הים התיכון בפרט. ביניהן התחממות הים, עליית פני הים, ירידה בכמות החמצן בים ועליה בחומציותו ושינוי ופגיעה במגוון הביולוגי. בנוסף שינויים אלו ושינויים נוספים פוגעים ביכולתו של הים לספוח פחמן דו-חמצני ובכך להאט את ההתחממות הגלובלית.
עליית גובה פני הים.
עליית גובה פני הים בכלל, וכן פני הים התיכון, היא אחת ההשפעות הבולטות של משבר האקלים. הגורמים המרכזיים לעליה הגלובלית גובה פני הים הם התחממות האוויר והמסת קרחונים.
קיימות טענות כי מפלס מי הים התיכון עלול לעלות בין 3–61 ס"מ כתוצאה מההתחממות העולמית. דבר זה עשוי לגרום לאפקט הפוך על האוכלוסייה לאורך הים התיכון:
עליית מפלס המים מאיימת גם על המערכת האקולוגית של החופים, במיוחד באזורים סגורים כגון הים הבלטי, הים התיכון והים השחור. לימים הללו יש מסדרונות צרים ועיקריים כשפתחם פונה למערב, כשתנועת המים היא ממזרח למערב כך שזרמים אלו מסיעים אורגניזמים פחות אל החלקים הצפוניים שבהם.
מפלס מי הים עתיד לעלות במאה הבאה (2100) בין 30 ס"מ למטר, ותנודות בטמפרטורה בשיעור של 0.05 עד 0.1°C בעומק הים מספיקות כדי להשפיע מאוד על העושר הביולוגי.