La razón de esta diferencia no se comprende del todo, pero se cree que intervienen varios factores.
Una posibilidad es que los cambios en la circulación oceánica provoquen que el océano absorba más CO2 durante las edades de hielo. Cuando el océano está frío, puede contener más CO2 disuelto. A medida que el clima de la Tierra se calienta y los océanos se calientan, liberan parte de este CO2 almacenado, lo que lleva a niveles más altos de CO2 atmosférico.
Otra posibilidad es que los cambios en el crecimiento de las plantas conduzcan a niveles más bajos de CO2 durante las edades de hielo. Las plantas absorben CO2 de la atmósfera a medida que crecen y almacenan este carbono en sus hojas, tallos y raíces. Cuando las plantas mueren, este carbono se libera a la atmósfera. Durante las edades de hielo, el crecimiento de las plantas es más lento y se almacena más carbono en las plantas, lo que lleva a niveles más bajos de CO2 atmosférico.
Los cambios en la cantidad de polvo en la atmósfera también pueden provocar variaciones en el CO2 atmosférico. El polvo puede actuar como catalizador de reacciones químicas que eliminan el CO2 de la atmósfera. Durante las edades de hielo, hay más polvo en la atmósfera, lo que puede explicar por qué los niveles de CO2 son más bajos.
Los mecanismos precisos que hacen que los niveles de CO2 varíen durante las edades de hielo siguen siendo un tema de investigación científica. Sin embargo, de los datos de los núcleos de hielo se desprende claramente que estas fluctuaciones ocurren regularmente y que están relacionadas con cambios en el clima de la Tierra.