El océano también se calienta, aproximadamente 0.04 ºC por década. Esta es una tendencia general, pero a nivel local, estas tendencias son más variables. De este modo, en la provincia de A Coruña la tendencia es menos acentuada que en el Cantábrico.
Como consecuencia de ese calentamiento se produce el deshielo progresivo de los polos ocasionando la subida del nivel del mar. Los registros históricos indican que el nivel del mar subió entre 1 y 2 mm al año durante el siglo XX. A su vez este ascenso es diferente en las distintas localidades costeras. En nuestras costas el aumento de este valor fue de entre 2 y 3 mm/año durante la segunda mitad del siglo XX, lo que supone que ascendió entre 10 y 20 cm, y para el año 2100 se considera que puede tener una subida adicional de 9 a 88 cm. Pero este aumento del nivel del mar no sólo se puede atribuir al deshielo, sino que también influye la dilatación del agua por el calentamiento.
Aunque existe una tendencia al aumento de la temperatura global del océano en determinadas zonas, se tienen evidencias de disminuciones de la temperatura. Así, en las aguas del Atlántico Norte, en pleno aumento de la temperatura global, se constató un enfriamiento importante entre 1885 y 1999, acompañado de una disminución de la salinidad.
Estos datos pueden interpretarse por el ingreso de agua dulce procedente de la descongelación del hielo de Groenlandia en el Atlántico Norte. Con la introducción de agua dulce procedente de la descogelación, la capa de agua superficial se hace menos salada y por tanto menos densa. Como consecuencia, el agua de la corriente cálida superficial cargada de sales minerales, que se hunde al enfriarse en esta zona, se encuentra con dificultades para introducirse hacia el fondo, pues su densidad disminuye por los aportes a la zona de agua dulce procedente del hielo. Al dificultarse este hundimiento de la corriente superficial para transformarse en fría, se pueden ver afectadas las condiciones climáticas que tienen una regulación térmica dependiente de estas corrientes de circulación en el Atlántico.
El precedente más inmediato sobre los efectos drásticos por interferencias en esta corriente, los encontramos al final de la última glaciación, cuando los grandes mantos de hielo empezaron a retirarse hacia las actuales regiones polares. Coincidiendo con el aumento de la temperatura global de la Tierra que provocó el final de la glaciación, hace unos 10000 años aproximadamente, produciéndose un brusco e inexperado cambio en el clima de Europa, originando una disminución brusca de la temperatura. Parece que esto fue ocasionado por los aportes de agua del deshielo postglaciar en el Atlántico Norte, procedente en su mayoría del deshielo del desaparecido lago gigantesco Agassiz.
Aunque estos efectos no se lleguen a producir en la actualidad, de lo que no cabe duda es de la llegada de más cantidade de agua dulce hasta el Atlántico Norte, lo que modificará la corriente del Golfo y la circulación profunda del océano.
El aumento del calentamiento global tiene otras consecuencias derivadas del incremento de la temperatura global en los ecosistemas marinos. Entre ellos destacan el blanqueamiento de los corales y la migración de las especies.
El blanqueamiento de los corales es un fenómeno que puede dañar muy seriamente o llegar a destruir colonias enteras de arrecifes de coral. Este proceso está relacionado con el hecho de que los corales contienen algas microscópicas llamadas zooxantelas que les aportan alimento y contribuyen a mantener los colores vivos que presentan. El aumento de la temperatura en los océanos hace aumentar el estrés en los corales, expulsando las zooxantelas, lo que provoca la pérdida de la coloración o "blanqueado". Si no se restaura la capa de zooxantelas, el coral termina muriendo.
Un aumento de la temperatura de tan sólo 1 ºC por encima de la temperatura máxima del verano en las zonas poco profundas donde se desarrollan los corales, puede hacer que estos blanqueen. Este es el aumento de la temperatura media de las aguas tropicales en los últimos 100 años, donde crecen los arrecifes más largos del mundo. Un buen ejemplo es el de la Gran Barrera de Australia de unos 2000 km de longitud. En 2002 experimentó el peor caso de blanqueamiento de todos los tiempos, y se vio afectado más del 60 % de todo el arrecife.
Muchos organismos acuáticos responden a estos incrementos de temperatura del agua resultantes del cambio climático, buscando aguas con las temperaturas a las que están adaptadas. Se conocen muchos desplazamientos térmicos en diferentes especies.
Las migraciones térmicas de este tipo más sorprendentes son aquellas que afectan a las especies que viven fijas al substrato como es el caso del grupo de algas marrones grandes con formas digitales como Saccorhiza polyschides que se fija a las rocas en las zonas batidas en bajamar, por un fuerte disco.
Otro impacto del cambio climático en el medio marino tienen que ver con el dióxido de carbono disuelto en el agua del mar que va a provocar fenómenos de acidificación.
Como se indicó en el apartado relativo al ciclo del carbono, el medio marino es muy eficaz secuestrando carbono en las estructuras geológicas ya que el fitoplancton retira dióxido de carbono en la fotosíntesis que va pasando a lo largo de la cadena trófica acabando en los sedimentos de conchas incorporadas en las rocas sedimentarias y en las cadenas de carbono fósiles del petróleo procedentes de organismos del fitoplancton.
No obstante, en estos momentos, los océanos son un depósito enorme de dióxido de carbono producido por la actividad humana. Se estima que en los últimos 200 años los océanos absorbieron prácticamente la mitad del CO2 emitido a la atmósfera por la actividad humana.
Gracias a esta absorción, los océanos ayudaron a neutralizar los efectos del cambio climático. Sin embargo los mecanismos de secuestro expuestos, no son capaces de incorporar ese dióxido de carbono extraído por el hombre de su secuestro en el interior de la Tierra, y es liberado a la atmósfera a una velocidad vertiginosa en los procesos de combustión de combustibles fósiles.
Este dióxido de carbono está en la superficie de los océanos y se localiza por el tipo de isótopo de carbono que presenta, que es abundante en los combustibles fósiles. La profundidad a la que llega es un poco más elevada en el Atlántico debido al grado de agitación del agua.
El incremento en las concentraciones de CO2 en la superficie de los océanos está cambiando la química del agua en estas zonas, provocando una acidificación debido a la reacción del dióxido de carbono con el agua. La información científica más precisa de la que se dispone actualmente, sugiere que estos cambios en la química de los océanos podría tener un efecto devastador en las poblaciones de corales, mariscos, grupos específicos de fitoplancton y en otros organismos con cubiertas carbonatadas susceptibles de ser atacados por ácidos.
El problema se solucionaría si el secuestro fuese mayor, pero el ritmo del ciclo que resulta suficiente para retirar el dióxido de carbono liberado por procesos naturales, actúa con mucha lentitud para secuestrar lo que se está incorporando a una velocidad enorme con las combustiones humanas de combustibles fósiles. Por eso podría resultar de interés la búsqueda de medios tecnológicos encaminados a aumentar el secuestro de este exceso de dióxido de carbono.
Analizando la distribución de la población mundial, nos damos cuenta de que cerca de las dos terceras partes de esa población se encuentra en las zonas costeras. En el caso de España, el litoral alberga al 45% de los habitantes del país, y en Galicia el porcentaje todavía es mayor. Estos datos indican que una alteración grave en estos entornos afectará a una cantidad enorme de gente. Los mayores problemas del cambio climático en estas áreas se relacionan con el ascenso del nivel medio del mar, provocando la inundación y erosión de los medios costeros. El informe del IPCC (Panel Intergubernamental para el Cambio Climático) emitido el 2 de febrero de 2007, pronostica que el nivel del mar subirá entre 18 y 59 cm en los próximos 100 años. Este mismo comité de expertos avisa de que cada año va en aumento el riesgo de inundaciones para las ciudades, el turismo, los cultivos y los hábitats naturales (como los humedales). Estos últimos podrían reducir su número hasta la mitad. En Galicia es preocupante, ya que se perderían playas, marismas y campos dunares. Por eso resulta de vital importancia respetar los dominios públicos hidráulico y costero, evitando las construcciones en la zona inmediata a la orilla del mar, de las marismas y de las rías.
Canal de Venecia. En esta ciudad y en otras como las de la costa de los Paises Bajos y Nueva Orleans, las previsiones del nivel del mar ponen en serio peligro la forma de vida si no se mitiga a tiempo el problema.
Las zonas costeras que en primer lugar se verán afectadas van a ser las marismas y los deltas quedando en muchos casos inundadas, sobre todo las del litoral cantábrico donde se prevé además un incremento de los efectos de las olas incidentes en la costa.
Los factores más determinantes que influyen sobre el nivel del amr son la expansión térmica del océano (aumento de volumen por efecto de la temperatura y la salinidad de las aguas) el proceso de deshielo de los glaciares y de los polos, y el volumen de agua que se encuentra en los continentes (subterránea y superficial). Quizás uno de los factores más determinantes es el de la dilatación del agua. El nivel del océano varía dependiendo de la densidad del agua, y esta depende, a su vez, de la temperatura y de la salinidad. A mayor temperatura, menor densidad, y por tanto, el nivel del mar asciende. Se puede ligar este efecto con el que tendría la fusión de los hielos, ya que estos aportan agua dulce al sistema haciendo descender la salinidad. Con los datos obtenidos hasta el momento, se estima la expansión térmica del océano en los últimos 100 años, entre 2 y 7 cm.
Los hielos constituyen el mayor reservorio de agua dulce del planeta. Debido al calentamiento global, los glaciares y los campos de hielo de la Antártida y de Groenlandia, se encuentran en continuo retroceso, bien por fusión directa del hielo o por desprendimientos de masas que viajan como icebergs con el consiguiente peligro para la navegación. El último informe emitido por el IPCC prevé para mediados de siglo el deshielo del Ártico durante los meses de verano, por lo que incluso podría ser navegable. En estos momentos, si todo el hielo acumulado en los continentes se derritiese, el nivel del mar experimentaría una elevación de cerca de 50 cm. Se ha observado que desde 1890 el aporte de los glaciares hizo subir el nivel del mar cerca de 0.5 mm de media anual.
El último de los factores analizados que influye en el nivel del mar, son las variaciones en el volumen de las aguas continentales. En este caso, la acción antrópica juega un papel fundamental, ya que la sobreexplotación a la que sometemos a las reservas de aguas (embalses, lagos acuíferos) bien para consumo urbano o bien para actividades agrícolas, repercute en la cantidad total que llegará al mar.
Los arrecifes coralinos son ecosistemas costeros que ejercen una labor sobresaliente en la protección de las costas bajas, localizadas principalmente en el entorno del océano Pacífico, frente a la acción erosiva del mar. Sin embargo, son muy vulnerables a la subida del nivel del mar, de manera que se pronostica una desaparición drástica de estos ecosistemas en un futuro próximo si se cumplen los peores escenarios de subida del mar.