El gradiente natural de pH de los océanos

En los océanos existen gradientes naturales de pH del agua de mar, pilotados principalmente por la temperatura del agua. Estos gradientes están relacionados con procesos físicos y biológicos. En el mapa de la figura se muestran los gradientes horizontales típicos de pH en la superficie del agua. Este mapa refleja la disminución del pH en las zonas bajo la influencia de las surgencias, debido a la advección hacia la superficie de las aguas profundas, frías, ricas en carbono inorgánico disuelto y de bajo pH. Esto ocurre, por ejemplo, en el Pacífico Ecuatorial Oriental, el Mar Arábigo a lo largo de las costas de Somalia y Omán, y frente a la costa occidental de África.

Para las regiones que no están afectadas por surgencias, las zonas donde la producción biológica es mayor tienden a caracterizarse por valores de pH más altos. En estas regiones, la fijación por el fitoplancton de carbono inorgánico disuelto y su posterior transporte a las capas más profundas (por la llamada "bomba biológica"), eleva el pH del agua superficial.

El pH del agua de mar tiende a disminuir con la profundidad, como se ilustra en la figura. Este es también el resultado del flujo descendente de carbono fijado en la zona fótica (aquella en la que penetra la luz del sol) por el fitoplancton, que es remineralizado en las capas más profundas.

Curiosamente, las aguas profundas del Océano Pacífico tienen un pH significativamente más bajo que las del Océano Atlántico. Esto refleja el papel interactivo de la actividad biológica y la circulación global del agua de los océanos. Las aguas profundas del Océano Pacífico, han tenido más tiempo para acumular CO2 de remineralización de la materia orgánica que las aguas del Atlántico, debido a su mayor edad (o mayor tiempo transcurrido desde su último contacto con la atmósfera al circular el agua a lo largo de la cinta transportadora de profundidad desde el Atlántico hacia el Índico y el Océano Pacífico).

Hay que tener en cuenta también la reducción progresiva de la gama de variabilidad del pH con la profundidad en las tres cuencas, lo que representa a un entorno mucho más limitado en términos de la química del carbonato a profundidades por debajo de unos 3000 metros. Esta situación podría haber llevado a un menor grado de tolerancia a los cambios de pH para las especies que viven en estas profundidades en comparación con que habitan en las masas de agua superficial. El estrecho límite de tolerancia de las especies bentónicas podrían hacerlas especialmente susceptibles a los futuros cambios de la química marina debidos a la acidificación de los océanos.