Oltre il 30% della anidride carbonica emessa dall’uomo va in soluzione  negli oceani, provocando la graduale acidificazione dell’acqua dell’oceano. Il ricercatore della barriera corallina Ove Hoegh-Guldberg spiega la minaccia dell’acidificazione degli oceani  cosi:  "Le prove raccolte dai ricercatori attorno al mondo negli ultimi anni suggeriscono che la acidificazione degli oceani possa rappresentare una minaccia alla biologia del pianeta eguale, o forse maggiore, del riscaldamento climatico”. Infatti il nuovo articolo   Paleo-perspectives on ocean acidification (Pelejero et al 2010) etichetta  la acidificazione degli oceani come il “diavolo gemello” del riscaldamento globale.
A mano a mano che la CO₂ si dissolve nell’oceano provoca una riduzione del valore del pH. Questa modifica della chimica dell’acqua marina agisce sugli organismi marini e sugli ecosistemi in diversi modi, specialmente organismi come i coralli e le crostacei e conchiglie il cui guscio o scheletro è fatto di carbonato di Calcio. Attualmente le acque superficiali degli oceani si sono già acidificate nella misura di circa 0.1 unità di pH rispetto ai livelli del periodo pre-industriale, e si cominciano a manifestare i segni dell’impatto anche nelle profondità dell’oceano.

Il passato ci permette di avere una idea degli effetti futuri della acidificazione dell’oceano, in quanto continuando a emettere CO₂ provochiamo ulteriore acidificazione. Le carote di ghiaccio ci forniscono dati che permettono di ricostruire la evoluzione della CO₂ negli ultimi 800mila anni. Questi dati, unitamente a quelli derivati dalle foraminifere, ci indicano che il pH dell’acqua superficiale dell’oceano era più basso durante i periodi interglaciali (con alte concentrazioni di CO₂ atmosferica). Il pH dell’acqua marina era anche alto durante i periodi glaciali quando la CO₂ atmosferica era bassa. Corrispondentemente, le foraminifere sembra siano cresciute o più spesse o più sottili a seconda del periodo glaciale-interglaciale ed in accordo  con i cambiamenti di concentrazione della CO₂ atmosferica.

Figura 1: variazioni del pH delle acque superficiali dell’oceano nei periodi glaciali-interglaciali (notare che per i punti blu dei valori del pH vale la scala inversa a destra). Nello stesso grafico è raffigurato l’andamento della CO2atmosferica (curva magenta) relativo agli ultimi 800mila anni (Pelejero 2010).La concentrazione attuale della CO₂ atmosferica è superiore a quella mai registratasi negli ultimi 800mila anni. Analogamente i valori di pH sono già più pronunciati di quelli presenti negli oceani nello stesso periodo. Entro la fine del XXI secolo la prevista riduzione del pH dell’acqua di mare sarà 3 volte più grande di quella mai osservata in corrispondenza delle oscillazioni della Terra dai periodi glaciali a quelli interglaciali. Il periodo in cui il pH dell’acqua marina è cambiato più velocemente fu durante le fasi in cui la Terra usciva da un periodo glaciale. Il cambiamento del pH dell’acqua marina nel corso del XXI secolo si prevede sarà 100 volte più veloce di quello registratosi in tale situazione

Quali saranno gli effetti del pH ridotto a tali,livelli? Proviamo a dare uno sguardo indietro a quando il pH si portò ai livelli previsti per il prossimo fine XXI secolo. Ci sono stati diversi periodi nei quali improvvise iniezioni di CO₂ sono state introdotte in atmosfera., per esempio a seguito di attività dei vulcani o per scioglimento di Metano-idrati. Un esempio ben noto è il  Massimo Termico del Paleocene-Eocene (PETM), avvenuto circa 55 milioni di anni fa. Durante questo evento la temperatura globale è aumentò di oltre 5°C in un intervallo di meno di 10mila anni. Ciò coincise con un massiccio rilascio di anidride carbonica in atmosfera, che causò la acidificazione degli oceani. Questo cambiamento diede luogo ad una srie di risposte biologiche, compresa la estinzione massiva del benthos foraminifero.
Guardando ancora più indietro si trovano altri esempi di estinzioni di massa coincidenti con riscaldamento globale e aumento della anidride carbonica atmosferica. L’esame della estinzione di massa avvenuto 251 milioni di anni fa a fine del periodo Permiano indica che l’andamento della mortalità è consistente con gli effetti fisiologici connessi alle elevate concentrazioni di CO₂ (unitamente agli effetti del riscaldamento globale). 205 milioni di anni fà, al limite del Triassico-Giurassico, un improvviso aumento della CO₂ atmosferica, coincise con una delle maggiori riduzioni della sedimentazione dei carbonati, molto probabilmente connesso con la acidificazione dell’oceano. Una situazione analoga si presentò 65 milioni di anni fa in occasione della estinzione del Cretaceo-Terziario.La maggior parte delle specie plantoniche calcificanti divennero rare o sparirono.
L’entità della acidificazione futura dipenderà da quanta CO₂ gli uomini continueranno ad emettere nel XXI secolo. Per la fine del XXI secolo le varie previsioni indicano che avverrà una ulteriore acidificazione di 0.3 -0.4 unità di pH, più di quanto potranno sopportare organismi come i coralli. La conseguenza sarà che si registrerà una situazione mai verificatasi negli ultimi 40 milioni di anni.