Einteilung des Ordoviziums in die Serien Unter-, Mittel- und Oberordovizium (mit absoluten Datierungen nach der International Stratigraphic Chart der IUGS, 2000). Obwohl die Untergliederung in Stufen international noch nicht gültig geregelt ist, werden hier die im europäischen Raum etablierten Stufennamen aufgeführt.

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Plattentektonische Entwicklung:

Geotektonisch war das Ordovizium eine eher ruhige Phase zwischen dem Ende des Rodinia-Superkontinentzyklus und dem Beginn des Pangäa-Superkontinentzyklus. Allerdings begannen schon die ersten Kleinststücke der späteren Pangäa sich zusammenzufinden.
Nordafrika lag im Bereich des Südpols, was die hier im Oberordovizium verbreitete Vereisung ("Sahara-Eiszeit") mit erklären hilft (siehe auch unter "Polwanderung").
Baltica (Fennosarmatia) driftete nach Norden näher an den Äquator heran, dadurch bedingt kam es zu zunehmend wärmeren Klimaten auf diesem Kraton (im Gegensatz zum globalen Trend).
Zwischen Baltica und Laurentia lag der Iapetus-Ozean, nach Süden zwischen diesen beiden Kontinenten und Gondwana der Rhea-Ozean (variszischer Ozean).
Auch vom Nordrand Gondwanas abgespaltene "perigondwanische Terranes" (West- und Ost-Avalonia, heute Neuschottland, Neufundland, Mittelengland, Teile der Benelux-Länder, Teile der Varisziden usw.) wanderten im Ordovizium nach Norden.
Der Iapetus-Ozean begann sich langsam zu schließen (Subduktionszonen an beiden Seiten) und wurde immer schmaler. Die ozeanische Kruste wurde zunehmend subduziert.
Sibiria kollidierte bereits im Oberordovizium mit Laurentia, hier wie auch im nördlichen Skandinavien begann die kaledonische Orogenese. Am Südrand Nordamerikas (Laurentia) bildete der Taconische Inselbogen nach erfolgter Kollision das Taconische Orogen.

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Im Ordovizium setzte sich der weltweite Meeresspiegelanstieg, nach Regression zu Beginn, weiter fort. Manche Autoren sehen im Oberordovizium die Zeit weltweit höchsten Meeresspiegels im gesamten Phanerozoikum. Am Ende steht eine Regression, bedingt durch südpolare kontinentale Vereisung ("Sahara-Eiszeit"), eine der drei großen phanerozoischen Vereisungen. Im Ganzen gesehen fällt das Ordovizium aber in eine ausgeprägte Greenhouse-Ära, bedingt durch eine noch recht intensive CO2-Entgasung bei der Produktion ozeanischer Kruste, wobei die Temperaturen gegenüber dem Kambrium später im Ordovizium allerdings auf heutiges Niveau absanken.
Der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre lag ungefähr in der gleichen Größenordnung wie heute, der CO2-Gehalt sank gegenüber dem Kambrium, lag aber noch etwa beim 15fachen des heutigen Wertes.

 

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Europa und Nordamerika:

Im Bereich des schmaler werdenden Iapetus-Ozean bildeten sich im Gebiet der Britischen Inseln sehr mächtige Sedimentfolgen mit deutlicher Trennung von küstennahen und küstenfernen Sedimenten. Im offenmarinen Bereich überwiegen Graptolithenschiefer. Ausgedehnte Vulkanitfolgen entstammen der Bildung eines vulkanischen Inselbogens (Nordrand Avalonias).
Die kaledonische Gebirgsbildung verstärkte sich im Nordgebiet (Grönland, Norwegen, 8.3), die taconische Orogenese in den Appalachen.
Am Südrand von Baltica fand eine maximale Überflutung der flachen Schelfe statt, unter Bildung ausgedehnter Karbonatfolgen. Diese überwiegen landwärts, während nach Süden (extern) Graptolithenschiefer vorherrschen. Orthocerenkalke sind häufig in großer Mächtigkeit verbreitet.
In Mitteleuropa südlich des Törnquist-Ozeans und nördlich der Allemanisch-Böhmischen Schwelle (perigondwanisches Terrane) überwiegen terrigene Sedimente, oft schon in Flachwasserfazies mit Quarziten und Fe-Oolithen, die den überwiegend schiefrigen Gesteinen zwischengelagert sind. In Böhmen ist das Ordovizium durch trilobitenreiche Schichten berühmt (Barrandium). Zwischen Mittel- und Norddeutschland zeichnete sich allmählich die Mitteldeutsche Kristallinschwelle heraus.

Die ordovizischen Griffelschiefer des thüringischen Raumes zeichnen sich durch zwei in stumpfem Winkel zueinander stehende Schieferungen aus. Dadurch brechen die Gesteine nach Entlastung gern in solchen länglichen Stengeln. Aus diesen wurden bis zum Jahr 1968 Griffel gedreht. Die Griffelherstellung stellte früher in Thüringen einen wichtigen Industriezweig dar, auch für den Export. Foto: Geländepraktikum zur Erdgeschichte, April 2001

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Die Pflanzenwelt:

Im Ordovizium findet die phytische Ära des Proterophytikums zunächst ihre Fortsetzung. In den Flachmeeren gab es wie im Kambrium eine reiche Lebewelt verschiedenster vielzelliger Algen mit Zelldifferenzierung ("Thallophyten") wie Rotalgen, Grünalgen (Dasycladaceen, Codiaceen), Braunalgen usw.

Im Oberordovizium der Sahara fanden sich erste Reste möglicher Landpflanzen, allerdings ausschließlich Sporentetraden und Cuticulen unsicherer systematischer Zugehörigkeit. Von den meisten Paläobotanikern werden sie nicht als gesicherte Reste von Gefäßpflanzen anerkannt, sondern z.B. zu den Lebermoosen gestellt.
Wenn es sich hierbei wirklich um Landpflanzen handelt, wäre das der Beginn der phytischen Ära des Paläophytikums (Dominanz der Sporenpflanzen).

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Die Tierwelt:

Auch im Ordovizium gab es auf den Kontinenten noch keine Tiere, allerhöchstens sehr primitive Arthropoden (bisher keine direkten Nachweise).

Im marinen Bereich fand nach der Experimentierphase des Kambrium die ordovizische Radiation der marinen Invertebraten statt, d.h. es entwickelten sich fast all die dann später bis zum Ende des Perm typischen paläozoischen Faunengruppen ("paläozoische Fauna").
Am Ende des Ordoviziums steht eines der fünf größten Massenaussterben des Phanerozoikums, parellel zur oberordovizischen Vereisung. Betroffen waren vor allem benthonische Flachwassergruppen wie die Trilobiten und Brachiopoden.
Graptolithen waren die Orthostratigraphen (Hauptleitfossilien). Es entwickelte sich im ältesten Ordovizium eine Fülle neuer Baupläne. Der entscheidende Fortschritt war der Übergang vom sessilen zum planktischen oder pseudoplanktischen Leben, wodurch die Graptolithen einen völlig neuen Lebensraum, die offenen Ozeane, gewannen, in denen sich eine explosive Entfaltung vollzog. Der Übergang zu den eigentlichen Graptoloidea (mit monomorphen Theken) fand im Arenig statt, als die größte Formenfülle der Graptolithen herrschte (Hauptradiation). Ab dem Llandeilo nahm die Gattungszahl, nicht aber die Häufigkeit wieder deutlich ab. Zu Anfang des Ordoviziums herrschten noch büschelige und mehrästige, danach zweiästige und später einästige Kolonien mit beidseitigen Thecen (Wohnröhren der Einzelindividuen) vor. Möglich ist eine sehr genaue Biostratigraphie, jedoch fast nur in sogenannten "Schwarzschiefern" (Sedimenten aus Faulschlamm am Grunde sauerstoffarmer Bodenwässer), in denen die Skleroprotein-Hüllen erhaltungsfähig sind.
Die Trilobiten, obwohl noch sehr formenreich, waren als typische Vertreter der "kambrischen Fauna" in langsamem Rückgang begriffen (sinkende Diversität im Verlaufe des Ordovizium). Sie sind nur noch Parastratigraphen im küstennahen Bereich und durchlitten ein sehr starkes Aussterben im Oberordovizium (oberordovizisches Massensterben).
Die artikulaten Brachiopoden erlebten eine bedeutende Radiation im unteren Ordovizium. Orthiden, Pentameriden und Strophomeniden dominierten in vielen Gattungen und sind gute Parastratigraphen im küstennahen Bereich. Auch sie erlitten aber ein sehr starkes Aussterben im Oberordovizium.
Die Korallen durchliefen eine erste Radiation in beiden paläozoischen Gruppen (Rugosa und Tabulata). Besonders die Tabulata waren schon formenreich.
Die ältesten Muscheln sind ordovizisch. Schon im Unterordovizium erfolgte die Trennung in die primitiven und seitdem kaum wesentlich weiter entwickelten Palaeotaxodonta und in die Actinodonta, die Stammgruppe der übrigen Muscheln (in Kiemenausbildung und weiterer Weichkörperanatomie wesentlich fortschrittlicher). Dies ermöglichte die Besiedlung neuer Biotope und eine Vervielfachung der Artenzahl. Auch die Archaeogastropoda als primitivste Gruppe der Schnecken existierten spätestens seit dem Ordovizium, ebenso die ähnlich primitiven Neritimorpha. Generell spielten Muscheln und Schnecken (im Vergleich zu den Brachiopoden) aber im Ordovizium noch keine große Rolle.
Es kam zu einem Höhepunkt der Diversitätsentwicklung bei den Nautiloideen mit einem Maximum im Mittelordovizium. Als erste Echinodermengruppen radiierten die Cystoideen und die Crinoiden sehr stark. Besonders die Cystoideen waren für die ordovizischen Flachmeerkarbonate typisch. Auch der älteste Nachweis von (noch seltenen) Seeigeln stammt aus dem mittleren Ordovizium. Ihre Ursprungsgruppe waren frühe Edrioasteroideen oder Ophiuroideen.
Bei den Wirbeltieren kam es zu einer geringen Differenzierung der kieferlosen Fische (Agnathen). Diese lebten noch ausschließlich im marinen Bereich, wohl überwiegend bodenbezogen.