CKohlendioxid löst sich im Ozean auf und bildetKohlensäure(H2CO3),Bikarbonat(HCO3−) undKarbonat(CO32−). Es gibt ca.t fünfzigmal so viel Kohlenstoff in den Ozeanen gelöst wie in der Atmosphäre vorhanden ist. Die Ozeane wirken als enormeKohlenstoffsenkeund haben etwa ein Drittel des durch menschliche Aktivitäten ausgestoßenen CO2 aufgenommen.
Da die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre zunimmt, führt die erhöhte Aufnahme von Kohlendioxid in die Ozeane zu einem messbaren Rückgang des pH-Werts der Ozeane, der alsOzeanversauerung. Diese pH-Abnahme beeinträchtigt biologische Systeme in den Ozeanen, vor allemverkalkendOrganismen. Diese Effekte erstrecken sich überNahrungsketteausautotropheZuHeterotropheund umfassen Organismen wieKokkolithophoriden, Korallen, Foraminiferen, Stachelhäuter, KrebstiereUndWeichtiereUnter normalen Bedingungen ist Calciumcarbonat in Oberflächengewässern stabil, da das Carbonat-Ion beiÜbersättigungKonzentrationen. Wenn jedoch der pH-Wert des Ozeans sinkt, sinkt auch die Konzentration dieses Ions, und wenn Karbonat untersättigt wird, sind Strukturen aus Kalziumkarbonat anfällig für Auflösung. Korallen,Coccolithophor-Algen, Korallenalgen, Foraminiferen,SchalentiereUndFlügelschneckenerfahren eine verringerte Verkalkung oder eine verstärkte Auflösung, wenn sie erhöhten CO2-Werten ausgesetzt werden. Die Gaslöslichkeit nimmt mit steigender Wassertemperatur ab (außer wenn sowohl der Druck 300 Bar als auch die Temperatur 393 K übersteigt, was nur in der Nähe tiefer geothermischer Quellen vorkommt) und daher nimmt die Aufnahmerate aus der Atmosphäre mit steigenden Meerestemperaturen ab.
Der größte Teil des vom Ozean aufgenommenen CO2, also etwa 30 % der Gesamtmenge, die in die Atmosphäre freigesetzt wird, bildet im Gleichgewicht mit Bicarbonat Kohlensäure. Einige dieser chemischen Verbindungen werden von photosynthetischen Organismen verbraucht, die Kohlenstoff aus dem Kreislauf entfernen. Der erhöhte CO2-Gehalt in der Atmosphäre hat zu einer Verringerung derAlkalinitätdes Meerwassers, und es besteht die Sorge, dass dies die im Wasser lebenden Organismen beeinträchtigen könnte. Insbesondere mit abnehmender Alkalität nimmt die Verfügbarkeit von Karbonaten zur Bildung von Schalen ab, obwohl es Hinweise darauf gibt, dass bestimmte Arten bei erhöhtem CO2-Gehalt eine erhöhte Schalenproduktion aufweisen.NOAA erklärt in ihrem „State of the science fact sheet“ vom Mai 2008fürOzeanversauerung" dass: „Die Ozeane haben etwa 50 % des Kohlendioxids (CO2) absorbiert, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt wird, was zu chemischen Reaktionen führt, die den pH-Wert der Ozeane senken. Dies hat seit Beginn des Industriezeitalters zu einem Anstieg der Wasserstoffionen (Säure) um etwa 30 % geführt, ein Prozess, der als „Ozeanversauerung“ bekannt ist. Eine wachsende Zahl von Studien hat negative Auswirkungen auf Meeresorganismen nachgewiesen, darunter: Die Geschwindigkeit, mit der riffbildende Korallen ihre Skelette produzieren, nimmt ab, während die Produktion zahlreicher Quallenarten zunimmt.
Die Fähigkeit von Meeresalgen und frei schwimmendem Zooplankton, schützende Schalen aufrechtzuerhalten, wird verringert.
Das Überleben von Larven mariner Arten, darunter auch kommerziell genutzte Fische und Schalentiere, wird verringert."
Auch der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) schreibt in seinem Synthesebericht zum Klimawandel 2007: „Die Aufnahme von anthropogenem Kohlenstoff seit 1750 hat zu einer Versauerung der Ozeane geführt, wobei der pH-Wert im Durchschnitt um 0,1 Einheiten gesunken ist. Steigende CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre führen zu einer weiteren Versauerung ... Während die Auswirkungen der beobachteten Versauerung der Ozeane auf die marine Biosphäre noch nicht dokumentiert sind, wird erwartet, dass die fortschreitende Versauerung der Ozeane negative Auswirkungen auf marine Schalen bildende Organismen (z. B. Korallen) und die von ihnen abhängigen Arten hat.“
Einige marine kalkbildende Organismen (einschließlich Korallenriffe) wurden von großen Forschungsorganisationen wie NOAA, OSPAR-Kommission, NANOOS und dem IPCC besonders hervorgehoben, da ihre neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass die Versauerung der Ozeane negative Auswirkungen auf sie haben wird.Kohlendioxid gelangt auch durch hydrothermale Quellen in die Ozeane. Die Champagne-Hydrothermalquelle im Nordwesten von Eifukuolcano an derMarianengraben-Marine-Nationalmonument, produziert nahezu reines flüssiges Kohlendioxid, einer von nur zwei bekannten Standorten weltweit.
