Nedkylning av södra Atlantens vatten ledde till bildandet av havsis, som fungerade som en barriär mellan atmosfären och havsytan, vilket minskade utbytet av koldioxid och andra viktiga näringsämnen. Denna störning av näringstillförseln påverkade marint växtplankton avsevärt, mikroskopiska alger som ansvarar för mycket av havets primära produktivitet.
Nedgången i växtplanktonproduktiviteten hade en krusningseffekt i hela det marina ekosystemet, vilket ledde till minskad mattillgång för högre trofiska nivåer, inklusive djurplankton, fiskar och marina däggdjur. Denna utbredda påverkan på det marina livet bidrog till en anmärkningsvärd minskning av den totala havsproduktiviteten under denna tidsperiod.
Monterey Cooling-händelsen tros vara associerad med förändringar i jordens omloppsbana runt solen, vilket påverkade solstrålningsmönster. Dessa orbitala variationer resulterade i minskad sommarinstrålning på södra halvklotet, vilket driver på kylningen av havsvattnet.