На дно Иольдиевого моря осели зернистые, иногда правильнослоистые, иногда косослоистые пески. В них находят остатки таких диатомовых водорослей, которые могли жить только в холодной и соленой воде. Само название моря по имени иольдиа арктика показывает, что этот моллюск — житель холодных, арктических вод. Иольдиа и теперь обитает в Баренцевом и Белом морях. Осадки, содержащие ее раковины, ясно говорят, что отложившие их воды приходили с севера, из Арктики, в частности из Белого моря. Холодные воды и образовали Иольдиевый морской бассейн. Он представлял, как видим, большой морской пролив, тянувшийся от Белого моря через Ладожское озеро, покрывавший Приневскую низменность и сливавшийся с Финским заливом и восточной частью Балтийского моря.

Поклонная гора, что находится в северной части Петербурга, на Выборгском шоссе, образована песками, отложенными в приледниковом озере. В разрезах горы можно видеть, что внизу, под песками, лежат ледниковые гранитные и гнейсовые валуны. Пески же представляют собой чередование правильнослоистых мелкозернистых песков с косослоистыми, более крупнозернистыми. В самом верху разреза наблюдается слой гравия с галечником. Такой характер залегания осадков позволяет историкам земли — геологам узнавать о колебаниях уровня воды. Правильная слоистость говорит о спокойном состоянии уровня моря и сравнительно далеком расположении берега. Он проходил у подножия юккских и токсовских высот.

Санкт-Петербург с его пригородами расположен на Приневской низменности, окаймленной с севера Парголовской, с юга Пулковской и Дудергофской, а с востока Колтушской возвышенностями.

Косая, неправильная слоистость говорит о волнениях, поднимавших воду со дна и постоянно перемешивавших осевшие слойки песка. Такое явление обычно на мелкоморье, в непосредственной близости берега, в полосе прибоя. Правильная и косая слоистости в разрезе Поклонной горы чередуются несколько раз, что свидетельствует о неоднократном колебании уровня приледникового озера. Это то расширяло его площадь, то суживало.

Наконец, верхний, гравийно-галечный слой говорит о сильном обмелении приледникового озера и его последующем исчезновении.

Высота Поклонной горы — около 42 м. Это означает, что уровень приледникового озера был намного выше уровня современного Балтийского моря. Местность невской низины, лежащая ниже 42 м, затоплялась еще и водами Иольдиевого моря. В нем отложились светлые правильно- и косослоистые пески с остатками определенного типа диатомовых водорослей. Исаакиевский собор достигает 101 м высоты, то есть третья часть его затоплялась бы холодными водами Иольдиевого моря.

Отступая и сокращаясь под влиянием поднятия местности, Иольдиевое море сменилось новым водоемом  Балтийским ледниковым озером. Балтийским оно названо потому, что лежало во впадине Балтийского моря, а ледниковым — благодаря наличию в его осадках остатков полярной растительности. Осадки Балтийского ледникового озера представлены песками и глинами, в которых удается находить пресноводные водоросли. Это доказывает, что Балтийское ледниковое озеро было закрытым пресным озером и не сообщалось с океаном.

В конце существования Балтийского озера морские воды снова прорвались в Балтийскую впадину, но на этот раз они шли уже с запада, через южную Швецию. Здесь отложились пески и глины, и опять с раковиной иольдиа арктика. Этот морской бассейн и назван Вторым Иольдиевым морем. Уровень его в окрестностях Петербурга лежал ниже уровня Финского залива. Восточнее Петербурга это море не заходило.

Последовавшее затем поднятие всего Скандинавско-Финского массива перервало связь с Атлантикой Второго Иольдиевого моря через среднюю Швецию. Воды его, будучи отрезаны от океана, постепенно стали пресными и превратились в пресное замкнутое озеро, получившее название Анцилового озера, по имени встречающегося в его осадках пресноводного моллюска анцилюс флювиатилис. Уровень Анцилового бассейна был ниже уровня океана. В Кронштадте торфяник времен этого озера найден на глубине 6 м ниже уровня моря. Он содержит остатки болотных и древесных растений умеренного климата. Это указывает на то, что время холодного климата Иольдиевого моря к этому моменту уже кончилось.

Анциловое озеро существовало от 9 800 до 7 500 лет назад. Соединения Ладожского озера с Финским заливом в то время не существовало. Восточный берег Анцилового озера, проходил в районе Кронштадта, и площадь его была очень малой, занимая лишь небольшую часть Финского залива и Балтийского моря. Река Тосна, принимавшая притоки Ижору и Славянку, впадала в Анциловое озеро за Кронштадтом.

В конце анцилового времени на юго-западе Балтики произошло отделение Датского полуострова от южной Швеции и образовались проливы Большой и Малый Бельты. Воды из Северного моря хлынули через эти проливы в Анциловое озеро, превратив замкнутый озерный водоем в Литориновое море. В него проникли фауна и флора, обитающие в слабосоленой воде. Наряду с соответствующими диатомеями и другими организмами особенно отметим моллюска литорина литореа. Этот моллюск и в настоящее время живет в мелких прибрежных угорских водах, сильно опресняемых стекающими с суши реками. Такое обстоятельство дает нам возможность понять и восстановить характер древнего Литоринового моря, бывшего некогда на месте Балтийского моря, Финского залива и материка, на котором теперь находится Петербург.

На дно Литоринового моря осели зернистые пески, часто косослоистые. В южной части Карельского перешейка литориновые отложения наблюдаются на северном берегу Финского залива, на высотах до 10—112 м, а на южном—до 5—7 м над уровнем современной Балтики. Это указывает на то, что Литориновое море покрывало площадь значительно большую, чем Анциловое озеро во время его высокого стояния. Местность, на которой теперь расположен Петербург, почти вся была затоплена водами Литоринового моря. Оно неширокой полосой шло на восток по невской низине до того места, где ныне находится устье реки Тосны. Разливаясь, литориновые воды проникли в Ладожское озеро по низинным местам Карельского перешейка, образовав между Выборгом и Кексгольмом пролив, который имел до 1 км ширины и до 15 м глубины.

Исключительно отчетливый береговой уступ, выбитый волнами Литоринового моря, можно наблюдать по Выборгокому шоссе и далее на запад, в южной части Удельнинского парка.

Санкт-Петербург находится на восточной оконечности Финского залива, его координаты: 59  57  северной широты и 30  19  восточной долготы от Гринвича.

Литориновое море существовало 7 500—4 000 лет назад. Тогда в Ладожском озере произошли примечательные события, в результате которых появилась река Нева. Но об этом попозже.

Итак, на месте Петербурга и его ближайших окрестностей были сменявшие друг друга морские и пресные водоемы: Иольдиевые моря, Анциловое озеро и Литориновое море. Они оставили после себя неизгладимые следы. Кроме песков и глин с остатками названных выше растений и животных, отложившихся в перечисленных водоемах, об их существовании говорят и следы, оставшиеся на земной поверхности. Выше мы упоминали о береговых линиях и уступах. Несмотря на уравнивание в течение двух с половиной столетий улиц Петербурга, эти следы геологической истории местности остались до наших дней.

* * *

Часть Петербурга расположена на островах — Васильевском. Петроградском, Петровском, Крестовском, Каменном, Елагине, Гутуевском. На материке лежит главная часть города.

Островные районы Петербурга, примыкающие к дельте Невы, возвышаются над уровнем моря на 2—3 м, а лежащие ближе к морю опускаются до 1 м и ниже. Понятно, что даже при небольшом поднятии воды в Финском заливе и в дельте Невы от нагонных западных ветров островная часть Петербурга подвергается затоплению или оказывается под его угрозой.

Материковая часть Петербурга имеет более сложное устройство поверхности, более разнообразный рельеф, Местности, прилегающие к Адмиралтейству, а также расположенные между правым берегом Невы и Б. Сампсоньевским проспектом, Новая деревня и вся местность вплоть до Коломяг не отличаются по высоте от островов. Остальная обширная площадь, на которой расположены основные и главные части Петербурга, имеет довольно разнообразное строение поверхности. Здесь дугообразно по отношению к островной части тянутся валы, уступы, которые не поддались уничтожению, несмотря на неустанную работу труженика-человека, в течение 250 лет приспосабливавшего природный рельеф к прокладке улиц, площадей. Эти валы и уступы представляют береговые линии бывших здесь Литоринового моря и Иольдиевого морского залива.