Monesti ensimmäinen ilmastonmuutoksesta mieleen tuleva seikka on lämpötilan vääjäämätön nousu. Meriekosysteemeissä ilmastonmuutos aiheuttaa lämpenemisen lisäksi meriveden happamoitumista, jolla saattaa olla huomattavasti lämpenemistä suuremmat vaikutukset merten eliöstölle. Merivesi happamoituu, koska ilmakehän kasvava hiilidioksidipitoisuus kiihdyttää hiilidioksidin liukenemista meriveteen.
Näin valtameret imevät itseensä ihmiskunnan tupruttamaa hiilidioksidia. Samalla kuitenkin meriveden kemiallinen koostumus muuttuu. Siitä tulee happamampaa, eli meriveden vetyionien määrä kasvaa ja happamuutta (käänteisesti) kuvaava pH-arvo laskee.
Kalkkikuoristen lajien kuten simpukoiden, korallien ja monien planktisten eliöiden kuoren rakennusaine on kalsiumkarbonaatti. Meriveden happamoituessa kuoren muodostamisesta tulee vaikeampaa. Tämä johtuu siitä, että vetyionien määrän kasvaessa osa meriveden karbonaatista muuttuu bikarbonaatiksi, joka ei kelpaa kuoren rakennusaineeksi.
Happamoituminen kiihdyttää myös kalkkikuoren liukenemista takaisin veteen. Tämä aiheuttaa kuoreen epämuodostumia ja halkeamia, ja happamoitumisen edetessä kuoren rakentamiseen kuluu yhä enemmän energiaa. Ilmiö heikentää monien lajien selviytymismahdollisuuksia.
Monet kalkkikuoriset eliöt ovat avainlajeja, jotka ovat tärkeitä ekosysteemien toiminnan kannalta. Korallit rakentavat elämää kuhisevia ekosysteemejä mataliin trooppisiin (ja syviin pohjoisiin) vesiin. Kalkkikuoriset planktonlevät muodostavat valtamerten ravintoverkon perustan. Itämerellä tärkeitä kalkkikuorisia pohjaeläimiä ovat esimerkiksi sinisimpukka, liejusimpukka ja merirokko.
Suurikokoiset levät ja kasvit, kuten Itämerellä rakkolevä ja meriajokas, muodostavat rannikkoalueilla tiheitä metsiköitä. Helsingin yliopiston tutkimuksessa on havaittu yhteyttämisen olevan näissä tiheiköissä erittäin nopeaa ympäri vuoden. Kun vedessä elävä kasvi yhteyttää, se ottaa tarvitsemansa hiilidioksidin suoraan vedestä, jolloin meriveden pH nousee.
Itämerellä happamoitumisen on ennustettu etenevän eli veden keskimääräisen pH:n laskevan noin 0,3 – 0,4 yksikköä vuosisadan loppuun mennessä. Hiilidioksidi liukenee tehokkaasti kylmään veteen. Itämeren alhaisen suolapitoisuuden vuoksi meriveden luontainen puskurointikyky on heikko, ja happamoituminen voi edetä paljon nopeammin kuin valtamerissä.
Levämetsät ja meriajokasniityt kuuluvat maailman tehokkaimpiin hiilinieluihin. Esimerkiksi meriajokas kaappaa runsaasti vedessä ajelehtivaa kasviainesta, ja hautaa hiilen pohjasedimenttiin tuhansiksi vuosiksi.
Meriajokkaat ja suuret levät kasvavat matalissa rantavesissä, joissa valoa on tarjolla runsaasti, ja fotosynteesinopeus on siksi korkea. Rakkolevämetsiköissä ja meriajokasniityillä pH saattaa nousta päivän aikana jopa yhden pH-yksikön yhteyttämisen vaikutuksesta, kun kasvit ottavat liuennutta hiiltä merivedestä.
Esimerkiksi Saksan Kielissä tehdyissä tutkimuksissa havaittiin rakkolevän nostavan meriveden pH:ta 0,3 yksikköä emäksisemmäksi valoisana aikana. Vastaavasti yöllä, kun yhteyttäminen loppuu, happamuus kasvaa ja pH laskee takaisin aiemmalle tasolle tai alemmas.
Nostamalla meriveden pH:ta yhteyttämisen kautta suurikokoiset kasvit ja levät tarjoavat suojan happamoitumista vastaan monille niiden seassa eläville kalkkikuorisille eliöille. Suojavaikutus on ajallisesti rajattu, koska se tapahtuu ainoastaan päiväsaikaan, mutta tästä huolimatta se tarjoaa kalkkikuorisille lajeille aikaikkunan, jonka turvassa ne voivat rakentaa tukirankaansa.
Matalissa lahdissa, joissa kasvibiomassaa on paljon suhteessa vesitilavuuteen, kasvillisuuden vaikutus voi olla huomattavan suuri. Esimerkiksi valtamerien vuorovesilammikoissa makrolevät muuttavat meriveden kemiaa merkittävästi ja tekevät siitä erittäin suotuisan ympäristön kalkkikuorisille lajeille, ja erityisesti niiden poikasvaiheille.
Sen lisäksi että rakkolevä ja meriajokas tuottavat elinympäristön monipuoliselle kasvi- ja eläinlajistolle, ne suojelevat sen piirissä eläviä lajeja ihmisen aiheuttamilta globaaleilta ympäristömuutoksilta. Tämän vuoksi näiden elinympäristöjen säilyttäminen on tulevaisuudessa äärimmäisen tärkeää.