महासागर आमतौर पर प्राकृतिक कार्बन सिंक होते हैं, जो वायुमण्डल से कार्बन डायऑक्साइड से सोखता है। क्योंकि वायुमण्डलीय कार्बन डायऑक्साइड की मात्रा दिनों-दिन बढ़ती जा रही है, महासागर भी ज्यादा अम्लीय हो रहे हैं।
महासागरों के अम्लीकरण के संभावित परिणाम अभी पूरी तरह ज्ञात नहीं हुए हैं, हालांकि इस बात को लेकर चिंता ज़रूर है कि कैल्शियम कार्बोनेट से बने ढांचे आसानी से घुल सकते हैं, जिससे मूंगा-चट्टाने और साथ ही सीपदार मछलियों की घोंघा या सीप बनाने की क्षमता प्रभावित हो सकती हैं।.

महासागर और तटीय पारिस्थितिक तंत्र वैश्विक कार्बन चक्र में अहम भूमिका निभाते हैं और इन्होंने साल 2000 से 2007 के बीच मानव गतिविधियों द्वारा स्कंदित कार्बन डायऑक्साइड को करीब 25 प्रतिशत तक हटाया है और औद्योगिक क्रांति की शुरूआत से मानवों द्वारा वायुमण्डल में छोड़ी गई CO की आधी मात्रा खत्म की है। महासागरों के बढ़ते तापमान और महागारों के अम्लीकरण का मतलब है कि महासागरीय कार्बन हॉद की क्षमता वक्त के साथ कम होती जाएगी, जिससे मोनेको और मैनेडो घोषणाओं में वर्णित वैश्विक चिंताओं का जन्म होगा। 
घोषणाएं. 

मई 2008 में प्रकाशित प्रख्यात विज्ञान पत्रिका साईंस में NOAA वैज्ञानिकों की एक रिपोर्ट में पाया गया कि उत्तरी अमेरिका के प्रशांत महाद्वीपीय शेल्फ क्षेत्र के चार मील के दायरे में अपेक्षाकृत अम्लीय पानी बढ़ी मात्रा में सतह पर आ रहा है। ये क्षेत्र एक नाज़ुक ज़ोन है जहां ज्यादातर समुद्री जीवन जन्म लेता है या जीता है। हालांकि ये रिपोर्ट सिर्फ वैनकुवर से उत्तरी कैलिफोर्निया तक के इलाकों के संबंधित थी, दूसरे महाद्वीपीय शेल्फ क्षेत्र भी समान प्रभाव अनुभव कर रहे होंगे। 

एक संबंधित मुद्दा समुद्र तल के नीचे पाए जाने वाले मीथेन क्लेथरेट भंडारों का है। ये बड़ी मात्रा में ग्रीनहाउस गैस मीथेन को सोखते हैं, जो महासागरीय तापन के ज़रिए निकल सकती है। 2004 में लगाए गए अनुमान के मुताबिक विश्व में एक से लेकर पांच मिलियन क्यूबिक किलोमीटर क्षेत्र में महासागरीय मीथेन क्लेथरेट मौजूद हैं। अगर ये क्लेथरेट समुद्र तल पर समरूप बिछाए जाते हैं तो इनकी परत तीन से चौदह मीटर मोटी होगी। ये अनुमान 500 से 2500 गीगाटन कार्बन (Gt C) के बराबर है और इसकी तुलना दूसरे जीवाश्म ईंधन भंडारों से की जा सकती है जिनका अनुमान भी 5000 गीगाटन (Gt C) है।

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