La gran cantidad de dióxido de carbono que se ha acumulado en la atmósfera y que los mares absorben (24 millones de toneladas diarias, según estimó en 2013 el Programa Internacional Geosfera-Biosfera -IGBP por sus siglas en inglés-) está provocando que el pH del agua baje, es decir que el medio marino se vuelva más ácido. El valor medio del pH, que era de 8.2, con una variación de 0.3 unidades entre los diferentes océanos, ya se sitúa en 8.1 o 8.05. Si no cambia el ritmo actual de emisiones de CO2 a la atmósfera, el IGBP estima que a finales de este siglo la tasa de acidificación de los océanos se habrá incrementado en un 170 por ciento.
La acidificación se ha comparado con la que causó una gran extinción hace 252 millones de años
¿Por qué se acidifica el mar? El dióxido de carbono reacciona con con las moléculas de agua y produce ácido carbónico; éste, a su vez, se disocia en hidrógeno y bicarbonato. El resultado es un exceso de iones de hidrógeno, que dificulta la formación de carbonato cálcico, imprescindible para los arrecifes coralinos y para los invertebrados (moluscos y crustáceos, entre otros) y microalgas que desarrollan conchas o exoesqueletos calcáreos. Varios estudios vinculan ese fenómeno con la extinción masiva que tuvo lugar en el Pérmico-Triásico, hace unos 252 millones de años, y que acabó con el 96 por ciento de las especies marinas y el 70 por ciento de las terrestres. Un trabajo científico de la Universidad de Edimburgo ha vinculado aquel episodio de acidificación con una serie de grandes erupciones volcánicas.
Por otro lado, al subir la temperatura, disminuye la solubilidad del oxígeno. Entre 200 y 500 metros de profundidad se extiende una zona de mínimo de oxígeno que está en expansión. Se han descrito situaciones en zonas costeras de aguas sin oxígeno, lo que ha provocado la mortandad de casi toda la fauna; se las denomina zonas muertas oceánicas.
