Las oscilaciones estacionales en la presión parcial de dióxido de carbono (CO) en la atmósfera de la Tierra, más fuertes en latitudes del norte, se asumen para mostrar que la fotosíntesis terrestre excede la respiración en verano, reduciendo el CO en el aire pero aumentando su valor en invierno cuando la respiración excede la fotosíntesis. No estamos de acuerdo, proponiendo que la variación en la temperatura de la zona de mezcla superficial del agua de mar también regula de manera reversible el CO en el aire como un proceso de no equilibrio entre el aire y el agua de mar. Predicimos mediante modelado térmico que la concentración de carbonato (CO) en la capa de mezcla superficial del agua de mar disminuye en invierno por conversión a bicarbonato, con el CaCO (calcita o aragonito) volviéndose más soluble y, proporcional a la caída de temperatura, la calcita descalcificándose más fuertemente, permitiendo una mayor emisión de CO al aire. Paradójicamente, la creciente concentración de CO en el agua de mar que favorece la fotosíntesis alcanzando su punto máximo a mediados del verano disminuye simultáneamente en otoño e invierno temprano, forzada por la fugacidad de la capa límite en la transferencia de fase a la atmósfera, apoyando el pico de CO atmosférico a finales del invierno. Estos procesos fisicoquímicos se invierten a finales del invierno y en primavera a medida que el agua de mar se calienta, favoreciendo la calcificación, con la fugacidad forzando el CO de la atmósfera a medida que el bicarbonato disminuye y el carbonato aumenta, aumentando las partículas de calcita suspendidas en varios por cientos. Nuestro cálculo numérico predice que el mayor rango de fluctuaciones térmicas en el hemisferio norte podría favorecer de manera reversible la absorción del aire de más de un mol de CO por metro cuadrado en verano, con la formación de calcita potencialmente aumentando los arrecifes de piedra caliza poco profundos, a pesar de la caída del pH, si hay una tendencia al aumento de la temperatura del agua de mar. Otra suposición que desafiamos es que el afloramiento y la advección de aguas más profundas son la única causa del aumento del carbono inorgánico disuelto (DIC) y la alcalinidad en las aguas superficiales, incluso en el hemisferio sur. En cambio, se favorece cierta disolución de calcita a medida que la temperatura del agua cae cerca de la superficie. El análisis de entalpía estándar de las reacciones clave de DIC indica por qué esta oscilación es más obvia en el hemisferio norte, con variaciones estacionales en la temperatura del agua (aproximadamente 7.1 grados C) siendo casi el doble que en el hemisferio sur (aproximadamente 4.7 grados C) con una mayor profundidad de la zona de mezcla superficial del agua de mar en los océanos del sur. Quedan preguntas sobre las tasas relativas de precipitación y disolución inorgánica biótica y abiótica de CaCO en la zona de mezcla. En resumen, la rápida calcificación biogénica es favorecida por la fotosíntesis de verano, pero la calcificación abiótica más lenta también es más probable en aguas más cálidas. Concluimos que la importancia relativa de los procesos bióticos terrestres y abióticos del agua de mar en el agua de mar sobre la oscilación estacional en la atmósfera solo puede evaluarse mediante mediciones estacionales directas en el agua de mar.