想象一下，未来的某一天，你正在进行一次潜水，看到蟹、龙虾和蛤这样的甲壳类动物和软体动物的外壳被腐蚀；珊瑚变成了白色，甚至是死亡；发现小丑鱼和小热带鱼的智力下降，无法本能地避开捕食者，反而是被捕食者的气味所吸引……

海水被酸化

其实，这些和人类的活动密切相关。海洋与大气在不断进行着气体交换，因人类活动而排放到大气中的二氧化碳，部分会溶于海洋。

在工业时代到来之前，大气中碳的变化主要是自然因素导致的，这种自然变化造成了全球气候的自然波动。但从工业革命开始，人类开采使用煤、石油和天然气等化石燃料，并砍伐了大量森林，至21世纪初，已经排出超过5000亿吨二氧化碳。这使得大气中的碳含量水平逐年上升。受海风的影响大气成分最先溶入几百米深的海洋表层，在随后的数个世纪中，这些成分会逐渐扩散到海底的各个角落。研究表明，在19-20世纪，海洋吸收了人类排放的二氧化碳中的30%,并且仍在以约每小时一百万吨的速度吸收着。

当空气中过量的二氧化碳进入海洋时，溶解的二氧化碳一部分会和水生成碳酸，电离出氢离子，导致海水的pH逐渐降低，使海水酸化。研究者发现，到2012年，过量的二氧化碳排放已将海水表层的酸度提高了30%;预计到2100年，海水表层酸度将高出150%。

碳酸的合成与分解

化学家是如何解释二氧化碳溶于海水，使pH降低的呢?

化学家将二氧化碳和水反应生成碳酸的过程写成下面的形式(化学方程式),其中二氧化碳的分子式是CO?,水是H?O,碳酸是H?CO?。

反应1:CO?+H?O=H?CO?

接下来，碳酸能分解成碳酸氢根离子(HCO?-)和碳酸根离子(CO?2-)。

这个反应会释放出氢离子(H+),使溶液呈酸性：

反应2:H?CO?=H++HCO?-HCO?-=H++CO?2-

一些海洋生物利用反应2最右边的产物碳酸根离子来合成碳酸钙(CaCO?)。动物的外壳和骨骼都是由这种物质构成的。看到这些反应，你可能会认为，向海洋中输入二氧化碳会增加海洋目前的碳酸根离子含量。但事实上，效果恰恰相反：因为碳酸的电离程度远大于碳酸氢根离子的电离程度。过量的二氧化碳与水反应生成碳酸，也就是说向海水里添加了更多的氢离子，会和碳酸根离子结合，生成碳酸氢根离子。