Vielä ei edes tiedetä kaikkea mitä ilmastonmuutoksen lämpeneminen merkitsee ja mihin kaikkeen se vaikuttaa.
On kuitenkin nyt jo selvää että muutokset tulevat olemaan rajuja, hyvinkin ennalta arvaamattomia jotka saattavat näkyä jopa muutaman vuoden kuluttua koko maailmassa. Kun prosessi pääsee alkuunsa, se nopeutuu huomattavasti.
Merissä on 50 kertaa enemmän hiiltä kuin ilmakehässä. Tällä hetkellä meri sitoo enemmän hiiltä kuin se vapauttaa eli se toimii nieluna. Lämpötilan lisääntyminen vähentää hiilidioksidin liukoisuutta veteen ja heikentää meriveden kiertoa syvien ja pintakerrosten välillä. Pitkään pinnalla kellunut vesi ei pysty sitomaan niin paljon hiilidioksidia ilmakehästä kuin juuri syvältä tullut, joten merten kyky sitoa hiilidioksidia heikkenee.
Merenpohjassa on suuri määrä metaania (ns. metaaniklatraatteina), joka voi vapautua lämpötilan noustessa. Uudet tutkimukset antavat vahvaa näyttöä siitä, että merenpohjan metaanipäästöt nostivat 55 miljoonaa vuotta sitten lämpötilaa nopeasti 6 astetta ja vaikuttivat mm. kädellisten evoluutioon ratkaisevasti.
Noin 55,5 miljoonaa vuotta sitten maapallo lämpeni nopeasti 6 astetta aiheuttaen lajien sukupuuttoaallon ja myöhemmin nisäkkäiden, kuten hevosten, apinoiden ja ihmisen esi-isien kehittymisen. Tätä lämpenemistä on epäilty merenalaisten metaanikerrosten ja niiden aiheuttamien metaanipäästöjen aiheuttamiksi. Marraskuussa Science -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa löydettiin selvät todisteet siitä, että meren pohjan alta vapautui ennen lämpenemistä valtavat määrät metaania ilmakehään. Metaania muodostuu meren pohjan alle mikrobien syödessä orgaanista ainesta. Kun aikakauden muista syistä tapahtunut lämpeneminen saavutti tietyn tason jäätyneet metaanikerrostumat muuttuivat kaasumaisiksi ja päätyivät ilmakehään. Valtavien kasvihuonekaasupäästöjen ansiosta maapallo lämpeni nopeasti noin kuusi astetta, millä oli ratkaisevia vaikutuksia myös ihmisen evoluutioon. Metaanikerrosten vapautuminen toimii ikään kuin liipaisimena, jonka jälkeen lämpeneminen nopeutui. (Science vol 286, s.1531-1533.)
Golf-virta lämmittää meren rannikolla olevaa Länsi-Eurooppaa noin 9 astetta muuttaen huomattavasti mm. Islannin, Englannin ja Norjan ilmastoja. Hieman pienempi vaikutus on muun Skandinavian, mm. Suomen ilmastoon.
Nature-lehdessä julkaistun brittitutkimuksen mukaan Golf-virta olisi hidastunut viimeisen 12 vuoden aikana peräti 30 %, ja sen epäillään vahvisti johtuneen ilmastonlämpenemisestä. Onko ilmiö pysyvä, sitä ei vielä pystytä ennustamaan. Golf virtaus on hyvin herkkä ekologinen monimutkainen järjestelmä joka on herkästi haavoittuvainen lämpenemiselle.