La ragione di questa differenza non è del tutto chiara, ma si ritiene che siano coinvolti diversi fattori.
Una possibilità è che i cambiamenti nella circolazione oceanica causino un maggiore assorbimento di CO2 da parte dell’oceano durante le ere glaciali. Quando l’oceano è freddo, può trattenere più CO2 disciolta. Man mano che il clima della Terra si riscalda e gli oceani diventano più caldi, rilasciano parte della CO2 immagazzinata, portando a livelli di CO2 atmosferici più elevati.
Un’altra possibilità è che i cambiamenti nella crescita delle piante portino a livelli più bassi di CO2 durante le ere glaciali. Le piante assorbono CO2 dall'atmosfera mentre crescono e immagazzinano questo carbonio nelle foglie, negli steli e nelle radici. Quando le piante muoiono, questo carbonio viene rilasciato nuovamente nell’atmosfera. Durante le ere glaciali, la crescita delle piante è più lenta e nelle piante viene immagazzinato più carbonio, portando a livelli più bassi di CO2 nell’atmosfera.
I cambiamenti nella quantità di polvere nell’atmosfera possono anche causare variazioni nella CO2 atmosferica. La polvere può fungere da catalizzatore per reazioni chimiche che rimuovono la CO2 dall’atmosfera. Durante le ere glaciali, c’è più polvere nell’atmosfera, il che potrebbe spiegare perché i livelli di CO2 sono più bassi.
I meccanismi precisi che causano la variazione dei livelli di CO2 durante le ere glaciali sono ancora oggetto di ricerca scientifica. Tuttavia, dai dati delle carote di ghiaccio risulta chiaro che queste fluttuazioni si verificano regolarmente e che sono collegate ai cambiamenti del clima terrestre.