La diminution du pH se fait en raison des activités humaines, sources de rejets dans l’atmosphère de quantités toujours plus importantes de molécules (CO₂, molécules azotées), susceptibles de former des acides (acides carbonique et nitrique), une fois solubilisées dans l’eau.

Les études montrent que l’océan a absorbé près d’un quart de la totalité du CO₂ rejeté dans l’atmosphère depuis le début de la révolution industrielle, entraînant une augmentation de l’acidité des océans.

Le dioxyde de carbone (CO₂), une fois dissout, réagit avec l’eau, modifiant les équilibres chimiques entre plusieurs espèces chimiques, soit :

• ioniques : hydrogénocarbonate, HCO₃⁻ ; carbonate, CO₃²⁻ ;
• moléculaires : dioxyde de carbone dissous, CO₂ ; acide carbonique, H₂CO₃.

Les proportions de ces différentes espèces varient en fonction de plusieurs paramètres de l’eau (pH, température, salinité). Ces équilibres correspondent aux réactions :

• CO₂ + H₂O ↔︎ H₂CO₃ ;
• H₂CO₃ ↔︎ HCO₃^- + H⁺ ;
• HCO₃^- ↔︎ CO₃^2- + H⁺.

Le bilan de ces réactions est l’émission de protons.

Aujourd’hui, en raison des conséquences importantes que cette baisse du pH peut avoir sur de nombreux organismes marins, le sujet des conditions de la formation du carbonate de calcium (CaCO₃), molécule fondamentale des squelettes ou des coquilles des organismes aquatiques, est très étudié.

La baisse du pH des océans, en raison de l’augmentation du taux de CO₂ atmosphérique, réduit la disponibilité des ions carbonates nécessaire à la formation des biocristaux calcaires des coquilles ou squelettes.

Cette situation fait craindre que les organismes pourvus de coquille ou de squelette soient menacés, et de nombreux écosystèmes avec, comme les barrières de coraux des zones tropicales.

Certains auteurs font remarquer, qu’à l’inverse, l’élévation de la concentration en CO₂, pourrait stimuler la photosynthèse et donc le développement de certaines espèces chlorophylliennes comme le phytoplancton, les algues et les plantes aquatiques (herbiers à posidonies, par exemple).

Mais, globalement, les spécialistes s’accordent pour dire que de nombreuses espèces aquatiques ne pourront pas s’adapter à cette baisse de pH, tant elle se fait rapidement. Les répercussions sur les populations qui en vivent seront alors brutales menaçant leur sécurité alimentaire.

À une certaine profondeur des océans les hautes pressions et les basses températures créent des conditions si acides qu’elles dissolvent les coquilles et les squelettes externes. En dessous de cette profondeur il y a « compensation des carbonates », c’est-à-dire que le carbonate de calcium commence à se dissoudre. Or, cette zone gagne progressivement les eaux moins profondes et pourrait représenter la moitié de l’océan mondial d’ici la fin du siècle.

Une telle évolution devrait impacter la flore et la faune marines vivant dans les profondeurs de l’océan. Comme, le réchauffement des eaux de surface perturbe les écosystèmes qui s’y trouvent et rend difficile la survie de certaines espèces, globalement, c’est l’espace vivable pour les espèces marines qui se réduit.

La question de l’acidification des océans est traitée dans le cadre de l’ODD :

• 14 - Vie aquatique : Conserver et exploiter de manière durable les océans, les mers et les ressources marines aux fins du développement durable.

La cible plutôt concernée est la :

• 14.3 - L’acidification des océans : Réduire au maximum l’acidification des océans et lutter contre ses effets, notamment en renforçant la coopération scientifique à tous les niveaux.

On remarque que l’utilisation du terme « acidification » n’a qu’une valeur relative puisque, jusqu’à la fin du 21^e siècle, le pH des eaux océaniques restera basique, les estimations le situant à 7,6 pour 2100, alors qu’il était de 8,16 au début du 19^e siècle et de 8,05 actuellement.