Le refroidissement des eaux de l'Atlantique Sud a entraîné la formation de glace de mer, qui a agi comme une barrière entre l'atmosphère et la surface de l'océan, réduisant ainsi les échanges de dioxyde de carbone et d'autres nutriments essentiels. Cette perturbation de l'approvisionnement en nutriments a eu un impact significatif sur le phytoplancton marin, une algue microscopique responsable d'une grande partie de la productivité primaire de l'océan.
Le déclin de la productivité du phytoplancton a eu un effet d’entraînement sur l’ensemble de l’écosystème marin, entraînant une réduction de la disponibilité alimentaire pour les niveaux trophiques supérieurs, notamment le zooplancton, les poissons et les mammifères marins. Cet impact généralisé sur la vie marine a contribué à une diminution notable de la productivité globale des océans au cours de cette période.
On pense que l'événement de refroidissement de Monterey est associé à des changements dans l'orbite de la Terre autour du Soleil, qui ont influencé les modèles de rayonnement solaire. Ces variations orbitales ont entraîné une diminution de l’insolation estivale dans l’hémisphère sud, entraînant le refroidissement des eaux océaniques.
