18世纪，人类跨入工业社会，大量二氧化碳和其他温室气体随之进入大气，并对海洋造成了极大的影响。
撞击地球的太阳能不是被反射回太空，就是被吸收，再以热量的形式辐射回来。温室气体会吸收一部分热量。由于大气中的温室气体不断累积，多余的热量也在积聚，从而导致地球变暖。
美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的海洋学家Tim Boyer说：“像二氧化碳这样的温室气体会放大多余的热量，因为它们会阻止热量离开地球系统。”
困在温室气体里的多余热量散布到了海洋中。海水吸收了约90%的热量，因此在相当长一段时间里，它们的温度在稳步上升。
这种升温不仅体现在过去海面温度的变化，也带来了越来越多的天气事件，比如飓风和厄尔尼诺。这解释了为什么早在19世纪中期，气温每年都会出现波动。
除了暖空气本身，海洋吸收的热量还导致极地地区冰川融化，海平面上升半数以上源于冰川释放出的淡水，另一些原因在于海水升温后膨胀。NOAA的海洋学家Andrew Allegra说：“很显然，这与沿海地区的洪水泛滥有着莫大的关系，”海洋生物也受到了影响。
海洋不仅从大气吸收了多余的热量，还吸收了多余的二氧化碳，导致海水的化学属性发生变化，酸性更强。蒙大拿州立大学的海洋学家John Dore表示：“随着大气中二氧化碳浓度上升，海洋酸化是不可避免的。这个结果可以预测到，而且不可能有其他原因。”
“从细菌到蓝鲸，从某种意义上来说，海洋生物学的方方面面都受到海水本身酸碱平衡的影响。其他海洋生物受到的影响更难预测，但想要让海洋的pH值恢复如初，我们需要数千年时间甚至更久。”
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