Kallioperä

Selkäsaari sijaitsee pohjoisesta etelään sijoittuvalla siirroslinjalla. Niin sanottuna arkeeisena aikana syntynyt manner alkoi repeillä noin 2,5 miljardia vuotta sitten. Maankuoren vaipan aines nousi ylöspäin ja suli paineen laskiessa. Arkeeisen kallioperän syntyaikoina 3 800–2 500 miljoonaa vuotta sitten maan kuori oli hyvin levoton, sillä Maan sisuksissa oli vielä runsaasti planeettamme syntyvaiheessa kehittynyttä energiaa. Energian vapautuminen ilmeni voimakkaana tulivuoritoimintana, mantereiden kasvuna ja liikkeenä sekä vuoristojen kohoamisena. Siis myös Suomessa oli tuolloin tulivuoria, jotka syöksivät sisuksistaan pinnalle laavaa, josta muodostui kiveä. Muodostunut magma kohosi kuoreen muodostuneisiin rakoihin ja synnytti kivilajeja kuten diabaasia, gabroa ja norriittia. Arkeeisen kauden alussa alkoi myös elämä, joka oli bakteerien kaltaisia alkeistumaisia. Niistä on jäänyt jäljelle kerrostuneita bakteerimattoja, eli stromatoliitteja.

Magman tunkeutumisen synnyttämät kerrosintruusiot ovat taloudellisesti merkittäviä, esimerkiksi Kemin kromimalmi ja Keivitsan kupari-nikkeli-kulta-platinapalladiumkaivos ovat kerrosintruusioissa. Kerrosintruusioihin liittyvistä malmien muodostusilmiöistä tunnetuimpia ovat kromi- ja vanadiinimineralisaatiot, joiden tuloksia on hyödynnetty esimerkiksi Kemin Elijärven kromikaivoksella ja Taivalkosken Mustavaaran toimintansa jo lopettaneella vanadiinikaivoksella. Myös platinametallien esiintymisestä on runsaasti esimerkkejä. Suuri mafisen kivisulan määrä sinänsä tarjosi monipuoliset mahdollisuudet myös esimerkiksi suurten nikkelimalmien muodostumiselle.

Tornio-Koillismaa -vyöhykkeellä emäksisiä, kerrosintruusioiden synnyttämiä kivilajeja ovat muun muassa doloriitti ja kvartsiitti. Ne ovat alunperin meren rantavyöhykkeeseen kerrostuneita hiekkoja. Kuolan ja Keski-Lapin törmäys noin 1900 miljoonaa vuotta sitten synnytti vuoriston (ja niin kutsutun Lapin granuliittikaaren). Kun ne rapautuivat, niiden ainesta kulkeutui laajoille alueille hiekoiksi ja soriksi.

Selkäsaaren reunamuodostuma

Huomattavia jäätikön sulamisvesien kerrostamia muodostumia ovat reunamuodostumat, joita Suomessa ovat tunnetusti Salpausselät. Reunamuodostumat syntyivät jäätikön reunan eteen rinnakkaisina suistoina (eli deltoina) tai kuivan maan kerrostumina (eli sandureina). Myös molempien yhdistelmiä esiintyi. Selkäsaaren maaperä on pääsääntöisesti hiekkamoreenia ja saaren eteläosassa sekä koillisrannalla aallokon ja merivirtojen kasaamaa hiekkaa. Selkäsaaren reunamuodostuman pohjoisosan muodostaa selkeä sorainen selänne, jonka lakiosassa sijaitsee noin kilometrin mittainen rantapalle.

Rantapalle on kylmässä ilmastossa syntyvä rantamuodostuma. Se syntyy, kun jääpeite työntyy pakkasen lauhduttua rantaa vasten ja siirtää kiviä ja muuta ainesta rantatörmän juureen. Suuren ulapan rannalla tyrskyt yleensä siirtävät pallekiviä ja varsinkin hienompaa ainesta pois rannalta.

Kemiä on rakennettu myös Selkäsaaren soralla, mutta saaren maisemaan ei soranotto onneksi ole vaikuttanut aivan niin radikaalisti kuin esimerkiksi Ajoksen pinnamuodostukseen, vaikka Selkäsaaren pohjoispään länsirannalla onkin jälkiä runsaasta soranotosta. Tammikuussa 1901 määrättiin kaupungin erääksi viralliseksi soranottopaikaksi muun muassa Selkäsaaren pohjoisranta. Myöhemminkin kaupunki käytti alueitaan saaressa soranottoon ja antoi rakentajille soranottolupia. Saaren hiekanottopaikka oli ahkerassa käytössä erityisesti 1920-luvun lopulla, jolloin kivirakennusten rakentaminen Kemissäkin alkoi.

Maankohoaminen

Maankohoaminen tarkoittaa maan hyvin hidasta kohoamista. Se johtuu viimeisimmästä jääkaudesta, jolloin jäätikkö painoi maankuoren lommolle. Fennoskandiassa jääkauden jälkeinen (eli postglasiaalinen) maannousu on suurimmillaan Oulun–Kemin alueella, noin 9 millimetriä vuodessa merenpintaan nähden.

Maankohoaminen on ollut merenpinnan nousua voimakkaampaa koko Suomen rannikolla 1900-luvun aikana. Viime aikoina ja erityisesti tulevaisuudessa merenpinnan nousun kiihtyminen saattaa muuttaa tilannetta. Pohjanlahden pohjoisosissa maankohoamisen voidaan odottaa olevan merenpinnan nousua voimakkaampaa tulevaisuudessakin.

Maankohoaminen näkyy parhaiten Selkäsaaren rannoilla, joissa paljastuu uutta vesijättömaata. Tyypillisenä piirteenä mainittakoon Selkäsaaren rantojen tulvaniityt. Selkäsaarenkin rannoilla näkee kasvillisuuden muuttumisen vaiheittain. Saaren länsipuolella oleva niitty on suojeltu. Lisäksi Selkäsaaren eteläosassa löytyy kapeahko lahdenpoukama eli flada, joka kuroutuu myöhemmin mereen ulottumattomaksi kluuvijärveksi. Kohde on luonnonsuojelualuetta.