Прямые наблюдения за состоянием воды в океане показали, что её химический баланс сместился в более кислое состояние (более низкий рН). Некоторые морские организмы (такие, как кораллы и некоторые моллюски) имеют раковины, состоящие из карбоната кальция, который растворяется в кислоте. По мере повышения кислотности морской воды этим представителям морской фауны становится труднее формировать или поддерживать свои раковины, сообщается на сайте британского Королевского общества The Royal Society.
СО2, растворяясь в воде выделяет небольшое количество кислоты, а так как океаны поглощают около трети CO2, то в результате антропогенной деятельности человека это приводит к неуклонному снижению уровня рН океана. С увеличением атмосферного СО2, этот химический баланс изменится еще больше в течение следующего столетия или (тысячелетия).
Сложно представить до какого уровня концентрации может увеличиться кислотная составляющая в морской воде. Допустим она станет достаточной, чтобы растворять живую ткань, камни и металлы. Беда в этом случае будет глобальной, последствием превращения океана в концентрированную кислоту станут кислотные туманы, облака и ливни. Можно предположить, что окисление морской воды погубит всё живое на земле.
Лабораторные и другие эксперименты показывают, что при высоком содержании СО2, то есть в более кислых водах, некоторые морские виды имеют деформированные раковины и более низкие темпы роста, хотя эффект варьируется в зависимости от вида.
Подкисление также изменяет круговорот питательных веществ и многих других элементов и соединений в океане и, вероятно, изменит конкурентное преимущество между видами, оказывая еще не определенное воздействие на морские экосистемы и пищевую цепь.
Возникает закономерный вопрос, если CO2 уже находится в атмосфере естественным образом, так почему же выбросы от деятельности человека значительны?
Специалисты Королевского Общества считают, что деятельность человека значительно нарушила естественный углеродный цикл, извлекая давно захороненные ископаемые виды топлива и сжигая их для получения энергии, тем самым высвобождая CO2 в атмосферу.
В природе, CO2 непрерывно обменивается между атмосферой, растениями и животными посредством фотосинтеза, дыхания и разложения, а также между атмосферой и океаном посредством газообмена. Очень небольшое количество CO2 (примерно 1% от уровня выбросов от сжигания ископаемого топлива) также выбрасывается при извержениях вулканов. Это уравновешивается эквивалентным количеством, которое удаляется химическим выветриванием горных пород.
Уровень СО2 в 2019 году был более чем на 40% выше, чем в 19 веке. Показатель роста углекислого газа начался фиксироваться с 1970 годов, примерно в то время, когда глобальное потребление энергии ускорилось.
Измеренное уменьшение фракций других форм углерода (изотопов 14С и 13C) и небольшое снижение концентрации кислорода в атмосфере (наблюдения которого имеются с 1990 года) показывают, что рост CO2 в основном от сжигания ископаемого топлива (которое имеет низкие фракции 13C и нет 14C). Известны 13 радиоактивных изотопов углерода, из которых один - 14C встречается в природе.
Обезлесение и другие изменения в землепользовании также высвободили углерод из биосферы (живого мира), где он обычно находится в течение десятилетий или столетий.
С ростом городов и промышленного сектора началось дополнительное сжигание ископаемого топлива и обезлесение, которое нарушило баланс углеродного цикла, потому что естественные процессы, которые могли бы восстановить баланс, слишком медленны по сравнению со скоростью, с которой человеческая деятельность добавляет CO2 в атмосферу.
В результате значительная часть СО2, увеличившаяся в воздухе благодаря деятельности человека, накапливаются в атмосфере, где часть ее будет оставаться не просто десятилетиями или столетиями, а тысячами лет. Сравнение уровней СО2, в воздухе и в ледниках, указывают на то, что нынешние концентрации значительно выше, чем они были за последние 800 000 лет.
С 1900 года средняя глобальная температура поверхности увеличилась примерно на 1 °C (1,8 °F). Это сопровождалось потеплением океана, повышением уровня моря, значительным сокращением арктического морского льда, повсеместным увеличением частоты и интенсивности тепловых волн и многими другими связанными с этим климатическими эффектами. Большая часть этого потепления произошла за последние пять десятилетий. Детальный анализ показал, что потепление в этот период является главным образом результатом увеличения концентрации CO2 и других парниковых газов.
Наука — это непрерывный процесс наблюдения, понимания, моделирования, тестирования и прогнозирования. Прогноз долгосрочной тенденции глобального потепления в результате увеличения выбросов парниковых газов является надежным и подтверждается растущим количеством фактических данных.
Тем не менее понимание некоторых аспектов изменения климата остается неполным. Примеры включают естественные изменения климата в масштабах от десятилетия до столетия, региональные и локальные пространственные масштабы и реакцию облаков на изменение климата, которые сейчас являются областями активных исследований.