卡斯蒂洛·埃洛根尼斯岛位于意大利那不勒斯市以西17英里处，犹如一座灯塔突耸在伊特鲁利亚海上。一座狭长的石桥将小岛同附近稍大一点的伊斯启亚岛连接在一起。由于卡斯蒂洛岛独特的地理位置，它为人们提供了一个观察50年甚至更久以后海洋状况的窗口。科学家们来到这里研究未来的生命将会走向何处。
卡斯蒂洛岛附近，从海底火山口渗出的CO2气泡不断溶入水中形成碳酸。碳酸其实酸性很弱，平时人们都在喝碳酸饮料。但如果碳酸含量达到一定浓度，海水就会变得具有腐蚀性。“如果碳酸达到极高的浓度，几乎没有什么东西能不被腐蚀。”英国普利茅斯大学的一位海洋生物学家詹森·霍尔斯宾塞如是说。天然的卡斯蒂洛岛为人们提供了一个海洋非天然酸化的模拟演示场：在这个小岛附近产生的海水酸化现象有向全球演化的趋势，因为越来越多的排气管和烟囱正源源不断地输送着二氧化碳。
霍尔斯宾塞在卡斯蒂洛岛附近做研究已有8年之久，他仔细测量海水成分，跟踪记录鱼类，珊瑚以及软体动物的生长及消亡情况。有一次我有幸同他以及玛利亚·克里斯蒂娜·布雅（意大利安东顿动物研究站的一名科学家）一同去观测海水酸化的效果。我们在距离卡斯蒂洛岛以南50码处抛锚。下水之前，我们就看到了明显的证据。附着类甲壳动物动物的残片聚集在一起，沿着被海浪侵蚀的岛岸形成了一条发白的带子。“附着类甲壳动物的生命力很强”，霍尔说到。但在海水酸化最为严重的地区，连它们也没能幸免。
我们一起潜入水中。布雅从岩石上探查到几个死了的帽贝。为了寻找食物，它们进入到了超过自身承受能力的酸性水中。它们的贝壳已经薄得透明。从海床底部渗出的二氧化碳气泡如同一颗颗水银珠子。我们继续向前游。海草在我们身下随波舞动。这里的海草特别鲜绿，因为原本应当附着在海草叶子周围使颜色看起来暗淡的微生物们早已不见踪影。在海底火山口附近，海胆也毫无踪迹，他们连一般酸性的海水都无法适应。只有成群结队几乎完全透明的水母在我们身边慢慢漂浮而过。
除了水母，海草和藻类，卡斯蒂洛岛的海底火山口附近已经找不到什么其他生物了。即使是几百码以外，当地的水生生物也难以生存。估计那里的海水酸度与2100年左右全球海洋酸度相近。“通常在被污染的海港人们只能找到几种像野草一样能适应剧烈环境变化的生物。这就是CO2含量提高后海洋的面貌。”
从工业革命开始，人类开采使用煤、石油和天然气等化石燃料，还砍伐了大量森林，至今已经排出超过5千亿吨CO2。如今大气中的CO2含量超过过去80万年中的任何时期。同时CO2的排放也在影响着海洋。海洋与大气在不断进行着气体交换，排放到大气中的任何一种成分最终都会溶于海洋。受海风的影响大气成分最先溶入几百英尺深的海洋表层，在此后的数个世纪中，这些成分就会扩散到海底的各个角落。上世纪90年代一个国际研究小组花费了15年时间，完成了一项采集和分析超过77，000份采自世界不同地区不同深度海水样本的项目。研究结果显示，在过去两个世纪中海洋吸收了人类排放的CO2中的30%，目前仍在以约每小时一百万吨的速度吸收着。
对陆地上的生物来说这或许是个好消息，海洋每多吸收一吨CO2温室气体就减少一吨。但对海洋生物来说情况却大为不同了。美国国家海洋和大气管理局局长，海洋生态学者简·鲁布辰科女士称，海洋酸化简直是全球变暖的孪生恶魔兄弟。
酸碱度一般用pH值0-14来表示，pH0代表酸性最强，pH14代表碱性最强。蒸馏水的pH值为7，代表中性。海水应为弱碱性，海洋表层水的pH值约为8.2。目前CO2排放已将海水表层pH值降低了0.1。如同里氏震级一样，pH值也是对数增长，所以数字上很小的变化就会表现出很大的影响。pH值下降0.1表示海水的酸度已经提高了30%。如果持续下去，到2100年海水表层酸度将下降到7.8，到那时海水酸度将比1800年高150%。
到目前为止产生的海水酸化基本是不可逆的。虽然理论上说可以向海洋中添加化学制剂以中和多余的CO2的影响，但从实际操作层面上说需要的剂量多到让人乍舌。举例来说，要中和一吨CO2，需要用两吨石灰，目前世界每年排放的CO2超过三百亿吨。同时，像岩石风化这样的自然中和作用在人类文明史中产生的作用基本看不到。即使从现在开始完全停止CO2的排放，要想通过海洋的化学反应恢复到工业革命之前的酸度也需要几万年。
海洋酸化的影响是多方面的。通过改变海洋微生物的比例，海洋酸化可能会改变海水中如铁、氮等主要营养成分的比例。同样，可能导致阳光更容易穿透海洋表层到达更深处。由于海水的基本化学成分改变，海洋吸收低周波声音的能力会下降达40%，这会导致部分海域噪音更多。最终，酸化还会妨碍一些物种的繁衍生息。
2008年超过150位前沿研究人员发表了一份声明，表达他们对目前海洋成分迅速变化的担忧。在几十年之内就会“对海洋生物系统，食物网，生物多样性以及渔业产生剧烈影响。”首要担心的是热带珊瑚礁。但由于CO2更容易溶于冷水，两极附近可能更先看到效果。科学家们已经在小蜗牛等翼足目动物身上发现了显著变化，实验证明在酸化的海水中它们成长十分缓慢，而它们却是南北极鱼类，鲸类以及海鸟的主要食物。
海洋生物是否能够适应渐渐酸化的海水？卡斯蒂洛岛的研究结果并不乐观。那里的海底火山持续不断地向海水中排放CO2至少已有一千多年，但在火山口附近pH值为7.8的水域中，生物种类比火山口以外的地区减少了三分之一。或许本世纪末全球海洋的酸度都会达到这一水平。“这里的海洋生物代代生长在这里，它们有足够的时间进化，然而如今它们却消失了。”霍尔说到，“由于保持酸碱度至关重要，我们人类自身不断对血液的酸碱度进行调节。但一些低等生物的身体并没有这个能力，它们只能去适应外界环境，最终环境的变化超出了它们忍耐的极限。”
与卡斯蒂洛岛相距半个地球之遥的澳大利亚也有个类似的小岛：一棵树岛。小岛上其实有几百棵树，岛的形状就像一个飞去来飞碟，两臂延伸到珊瑚海中。在小岛中间坐落着一所悉尼大学的研究站，岛上一共只有11个人。一棵树岛是世界上最大的珊瑚岛礁群大堡礁的一部分，整个小岛都是由小如弹子大如篮球的珊瑚碎块组成。小岛是从4,000年前的一次大风暴开始渐渐累积而成。即使到今天，岛上还没有可以称之为土壤的东西，所有的树木都像旗杆一样从珊瑚碎块中直长出来。
上世纪60年代科学家们第一次到达这里的时候就在思考：暗礁是怎样生长的？如今这一问题更显紧迫。“大约有四分之一的海洋生物一生中会有一段时间是在珊瑚礁系统中度过”卡内基协会的一位海洋酸化研究专家肯·卡迪拉说到，“珊瑚筑起了生态系统的大厦，毫无疑问，如果珊瑚消失了，那么整个生态系统也将随之消失。”
珊瑚礁正受到一系列威胁。不断上升的海水温度带来越来越多的“白化”事件，珊瑚成片地白化死去。过渡捕捞大大减少了能够控制海藻过度生长保持珊瑚礁健康的食草鱼类的数量。农业化肥更加速了海藻的繁殖，使珊瑚礁的生态变得更糟。加勒比海中以前十分丰饶的珊瑚物种因感染一种传染病而被严重破坏。或许受以上原因的共同影响，从1977年到2001年加勒比海的珊瑚覆盖减少了80%之多。
海洋酸化又增加了一项威胁，或许不像其他因素那样影响迅速，对珊瑚礁来说却更为致命。海洋酸化会溶解珊瑚礁的根基——上万年以前开始慢慢累积的成千上万的珊瑚骨骼。
珊瑚虫在制造碳酸钙质的外骨骼时需要钙离子和碳酸盐离子，在海水酸化过程中碳酸盐离子不断被消耗，导致珊瑚虫获取碳酸盐离子越来越困难。实验室里珊瑚生长快慢并无大碍。但在海洋中，珊瑚礁却是很多海洋生物的食物来源。一座珊瑚礁就像一座城市，有建设者也有破坏者。如果减少了建设者的原料，平衡的天平就会向破坏者一方倾斜，最终城市会走向自我毁灭。