Геологическое строение и рельеф дна
Дно Средиземного моря распадается на несколько котловин с относительно крутыми материковыми склонами, глубиной 2-4 км. Вдоль берегов котловины окаймлены узкой полосой шельфа, расширяющейся только между побережьем Туниса и Сицилией, а также в пределах Адриатического моря.
Геоморфологически Средиземное море можно разделить на 3 бассейна: Западный — Алжиро-Прованский бассейн с максимальной глубиной свыше 2 800 м, объединяющий впадины морей Альборан, Балеарского и Лигурийского, а также впадину Тирренского моря — свыше 3 600 м; Центральный — свыше 5 100 м (Центральная котловина и впадины морей Адриатического и Ионического) и Восточный — Левантинский, около 4 380 м (впадины морей Леванта, Эгейского и Мраморного).
Дно некоторых котловин покрыто неоген-антропогеновыми толщами (в Балеарском и Лигурийском море мощностью до 5-7 км) осадочных и вулканических пород. Среди мессинских (верхний миоцен) отложений Алжиро-Прованской котловины значительная роль принадлежит соленосной эвапоритовой толще (мощностью свыше 1.5-2 км), образующей структуры, характерные для соляной тектоники. По бортам и в центре Тирренской котловины протягивается несколько крупных разломов с приуроченными к ним потухшими и действующими вулканами; некоторые из них образуют большие подводные горы (Липарские острова, вулкан Вавилова и др.). Вулканы по окраинам котловины (в Тосканском архипелаге, на Понцианских о-вах, Везувий, а также Липарские о-ва) извергают кислые и щелочные лавы, вулканы в центр, части Средиземного моря — более глубинные, основные лавы (базальты).
Часть Центрального и Восточный (Левантинский) бассейны заполнены осадочными толщами, в том числе мощными продуктами речных выносов, особенно Нила. На дне этих котловин, по данным геофизических исследований, выделены Гелленский глубоководный жёлоб и Центральный Средиземноморский вал — крупный свод высотой до 500—800 м. Вдоль подножия материкового склона Киренаики прослеживается Ливийский жёлоб, очень чётко выраженный в рельефе и слабо заполненный осадками. Котловины Средиземного моря очень разные по времени заложения. Значительная часть Восточного (Левантинского) бассейна заложилась в мезозое, Алжиро-Прованского бассейна — с конца олигоцена — начала миоцена, некоторые котловины Средиземного моря — в начале — середине миоцена, плиоцене. В конце миоцена (мессинском веке) на большей части площади Средиземного моря уже существовали неглубокие котловины. Глубина Алжиро-Прованского бассейна во время отложения солей в мессинском веке была около 1—1.5 км. Соли накапливались в результате сильного испарения и концентрации рассола вследствие притока морской воды в замкнутый водоем через пролив, существовавший южнее Гибралтара.
Современные глубины Тирренской впадины образовались в результате опускания дна в течение плиоцена и антропогенового периода (за последние 5 млн лет); в результате такого же относительно быстрого опускания возникли и некоторые другие котловины. Образование котловин Средиземного моря связывают либо с растяжением (раздвиганием) материковой земной коры, либо с процессами уплотнения земной коры и её проседания. В отд. участках котловин продолжаются процессы геосинклинального развития. Дно Средиземного моря во многих частях перспективно для поисков месторождений нефти и газа, особенно в области распространения соляных куполов. В шельфовых зонах залежи нефти и газа приурочены к мезозойским и палеогеновым отложениям.
Геологическая история моря включает периоды его практически полного пересыхания.