CLe dioxyde de carbone se dissout dans l'océan pour formeracide carbonique(H2CO3),bicarbonate(HCO3−) etcarbonate(CO32−). Il y a environcinquante fois plus de carbone dissous dans les océans que dans l'atmosphère. Les océans agissent comme un énorme réservoirpuits de carbone, et ont absorbé environ un tiers du CO2 émis par l’activité humaine.
À mesure que la concentration de dioxyde de carbone augmente dans l’atmosphère, l’absorption accrue de dioxyde de carbone dans les océans provoque une diminution mesurable du pH des océans, appeléeacidification des océans. Cette réduction du pH affecte les systèmes biologiques des océans, principalement océaniques.calcifiantorganismes. Ces effets s'étendent surchaîne alimentairedepuisautotrophesàhétérotropheset comprennent des organismes tels quecoccolithophores, coraux, foraminifères, échinodermes, crustacésetmollusquesDans des conditions normales, le carbonate de calcium est stable dans les eaux de surface puisque l'ion carbonate est àsursaturantconcentrations. Cependant, à mesure que le pH de l'océan diminue, la concentration de cet ion diminue également et, lorsque le carbonate devient sous-saturé, les structures constituées de carbonate de calcium sont vulnérables à la dissolution. Les coraux,algues coccolithophores, algues corallines, foraminifères,fruits de meretptéropodesconnaissent une calcification réduite ou une dissolution améliorée lorsqu'ils sont exposés à des concentrations élevées de CO2. La solubilité du gaz diminue à mesure que la température de l'eau augmente (sauf lorsque la pression dépasse 300 bars et que la température dépasse 393 K, ce que l'on trouve uniquement à proximité des sources géothermiques profondes) et, par conséquent, le taux d'absorption depuis l'atmosphère diminue à mesure que la température des océans augmente.
La majeure partie du CO2 absorbé par l'océan, soit environ 30 % du total rejeté dans l'atmosphère, forme de l'acide carbonique en équilibre avec du bicarbonate. Certaines de ces espèces chimiques sont consommées par des organismes photosynthétiques qui éliminent le carbone du cycle. L'augmentation du CO2 dans l'atmosphère a entraîné une diminutionalcalinitéde l'eau de mer, et l'on craint que cela puisse avoir des effets néfastes sur les organismes vivant dans l'eau. En particulier, avec la diminution de l'alcalinité, la disponibilité des carbonates pour la formation des coquilles diminue, bien qu'il existe des preuves d'une augmentation de la production de coquilles par certaines espèces sous une teneur accrue en CO2La NOAA indique dans sa fiche d'information sur l'état de la science de mai 2008pouracidification des océans"Les océans ont absorbé environ 50 % du dioxyde de carbone (CO2) libéré par la combustion des combustibles fossiles, ce qui a entraîné des réactions chimiques qui abaissent le pH des océans. Cela a provoqué une augmentation des ions hydrogène (acidité) d'environ 30 % depuis le début de l'ère industrielle par un processus connu sous le nom d'"acidification des océans". Un nombre croissant d'études ont démontré des impacts négatifs sur les organismes marins, notamment :La vitesse à laquelle les coraux constructeurs de récifs produisent leurs squelettes diminue, tandis que la production de nombreuses variétés de méduses augmente.
La capacité des algues marines et du zooplancton nageur à maintenir leurs coquilles protectrices est réduite.
La survie des espèces marines larvaires, y compris les poissons et les crustacés commerciaux, est réduite.
De plus, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) écrit dans son rapport de synthèse Climate Change 2007 : « L'absorption de carbone anthropique depuis 1750 a conduit à une acidification accrue des océans, avec une diminution moyenne du pH de 0,1 unité. L'augmentation des concentrations atmosphériques de CO2 conduit à une acidification accrue... Bien que les effets de l'acidification observée des océans sur la biosphère marine ne soient pas encore documentés, l'acidification progressive des océans devrait avoir des impacts négatifs sur les organismes marins formant des coquilles (par exemple les coraux) et les espèces qui en dépendent. »
Certains organismes marins calcifiants (y compris les récifs coralliens) ont été identifiés par les principales agences de recherche, notamment la NOAA, la commission OSPAR, NANOOS et le GIEC, car leurs recherches les plus récentes montrent que l'acidification des océans devrait avoir un impact négatif sur eux.Le dioxyde de carbone est également introduit dans les océans par les cheminées hydrothermales. La cheminée hydrothermale de Champagne, située au nord-ouest de l'Eifuku volcano àMonument national marin de la fosse des Mariannes, produit du dioxyde de carbone liquide presque pur, l'un des deux seuls sites connus au monde.
