Afkøling af de sydatlantiske farvande førte til dannelsen af havis, som fungerede som en barriere mellem atmosfæren og havoverfladen, hvilket reducerede udvekslingen af kuldioxid og andre essentielle næringsstoffer. Denne afbrydelse af næringsstofforsyningen påvirkede markant fytoplankton, mikroskopiske alger, der er ansvarlige for meget af havets primære produktivitet.
Faldet i fytoplanktonproduktiviteten havde en ringvirkning i hele det marine økosystem, hvilket førte til reduceret fødevaretilgængelighed for højere trofiske niveauer, herunder zooplankton, fisk og havpattedyr. Denne udbredte indvirkning på livet i havet bidrog til et bemærkelsesværdigt fald i den samlede havproduktivitet i denne periode.
Monterey Cooling-begivenheden menes at være forbundet med ændringer i Jordens kredsløb omkring Solen, som påvirkede solstrålingsmønstre. Disse orbitale variationer resulterede i nedsat sommerisolation på den sydlige halvkugle, hvilket drev afkølingen af havvandene.