아발로니아(Avalonia) 대륙의 분리와 라익 대양(Rheic Ocean) 및 고(古)테티스 대양(Paleo-Tethys Ocean)의 생성

곤드와나 대륙에서 아발로니아 소대륙(小大陸, microcontinent; 잉글랜드, 웨일스, 아일랜드 남부, 프랑스 북부, 미국 뉴잉글랜드, 캐나다 노바스코샤로 이루어진 작은 대륙)이 분리되어 북쪽으로 이동하면서 그 사이에 라익 대양이 생성되었다. 그리고 적도 부근에 있던 로렌시아를 중심으로 그 동남쪽에 있던 시베리아와 카자흐스탄 및 남반구의 고위도에 있던 발티카는 반시계방향으로 회전을 하여 각각 로렌시아의 동북쪽, 즉 북반구와 로렌시아의 동남쪽으로 이동하였으며 이아페투스 대양의 양쪽, 즉 로렌시아 대륙의 동쪽과 아발로니아 대륙의 서북쪽에 해구가 형성되면서 이아페투스 대양은 점점 좁아져 갔다.

한편 곤드와나 대륙 역시 스스로를 중심으로 반시계방향으로 회전하면서 약간 북쪽으로 이동하였고 시베리아 및 발티카와 곤드와나 대륙 사이에 고 테티스 대양(Paleo-Tethys Ocean)이 생성되었다.

오존층의 생성과 오르도비스기 말의 빙하기

캄브리아기까지 대기 중에 충분한 산소가 만들어지자 여기서 발생한 오존(O3)이 오존층(ozone layer)을 생성하여 그 전에 이미 만들어진 반알렌대와 더불어 지구 밖에서 오는 자외선(紫外線, ultraviolet rays)이나 태양풍 등을 차단해 줌으로서 지상에서도 동식물들이 살 수 있는 환경이 마련되었다.

한편 오르도비스기 초에는 지구 대부분의 지역이 온화한 기후로 덮여 있었으며 곤드와나 대륙의 적도지방(현재의 오스트레일리아, 인도, 중국 및 남극대륙)에는 석회암, 암염(巖鹽, rock salt/halite) 등과 같은 온수성 퇴적층이 형성되었다. 그리고 로렌시아 대륙도 많은 부분이 얕은 바다에 덮였다가 바닷물이 빠지면서 두꺼운 석회암층을 남겼으며 이 대륙은 뒤에 다시 바다에 덮여 석영과 사암 및 더 많은 석회암이 퇴적되었다.

그리고 오르도비스기 말에는 곤드와나 대륙 중 현재의 남극점에 가까운 위치에 있던 아프리카 북부(모로코, Morocco)와 남아메리카 대륙이 빙하로 덮였으며 빙하활동으로 인하여 해수면이 내려가 얕은 대륙붕지역이 뭍으로 들어났는데 이 과정에서 만들어진 부정합(不整合, unconformity: 새로운 지층이 낡은 지층위에 침식면을 경계로 하여 겹치는 현상)이 세계 곳곳에 남아있다. 그렇지만 로렌시아, 발티카, 시베리아 및 곤드와나의 동부는 여전히 따뜻했다.

완족류와 필석류의 번성 및 포식자(捕食者, predator) 상어의 등장

캄브리아기 말에 척추동물이 등장하였다고는 하나 이 시기까지도 여전히 무척추동물이 주류를 이루었는데 이들의 껍질은 대부분 단단한 갑옷과 같은 형태의 완전한 석회질 성분으로 발전하였다. 삼엽충은 수많은 형태로 다양화되었으며 완족류와 바다나리류도 캄브리아기에 이어 계속 번성하였다. 절지동물로서는 어류를 잡아먹으며 얕은 바다에 사는 바다전갈(sea scorpion/Euripterid)이 등장하였는데 가장 큰 프테리고투스(Pterygotus)는 사람보다도 더 커서 최대 2.3m 정도인 당시로서는 가장 무서운 포식자였다. 캄브리아 후기에 출현한 필석류는 진화 속도가 빠르고 형태적으로 진화 경향이 뚜렷하였으며 실루리아기까지도 매우 크게 번성하여 이 두 시기를 필석류의 시대라고도 한다.

강장동물에 속하는 사방산호(四放珊瑚, rugosa)가 등장하여 다른 동물들의 서식지가 되는 산호초(珊瑚礁, coral reef)를 형성하기 시작하였으며 우리가 보통 이끼벌레라고 하는 태형동물(주로 군체를 형성하는데 촉수관이 있고 항문은 촉수관 밖에 열리며 배설계, 순환계, 호흡계가 없음. 일반적으로 자웅동체임)의 한 종류인 태선동물(archimedes)과 연체동물인 조개(clam 또는 이매패/二枚貝, bivalvia)류도 새롭게 출현했다. 연체동물 중에서도 헤엄치는 두족류(頭足類, Cephalopoda)인 나우틸로이드(nautiloid)는 오늘날의 앵무조개인데 에스토니오케라스(Estonioceras)는 지름이 10cm 정도에 불과했지만 이와 가까운 다른 종은 지름이 5m나 되는 껍데기를 가진, 당시로서는 가장 큰 포식자로서 중요한 위치를 점하기 시작하였다.

또 골질의 갑옷으로 무장한 무악의 갑주어류(甲冑魚類, armored fish)들과 함께 최초로 턱을 가진 어류인 가시상어류(Acanthodii)도 등장하였으며 온몸에 갑옷을 두른, 턱을 가진 갑주어류인 판피어류(板皮魚類, placoderm)도 출현하였는데 작은 것은 수 cm에서 큰 것은 10m에 달하기도 한 매우 위협적인 포식자였다. 뒤이어 연골어류(軟骨魚類, Chondrichthye: 턱이 있고 내부골격이 연골성인 어류로서 상어류, 홍어류 등이 있음)인 가오리(ray)와 판피어류와 비슷한 포식자 상어(shark)가 철갑상어(sturgeon), 주걱철갑상어(paddlefish)등과 같은 여러 가지 경골어류(硬骨魚類, teleost/Osteichthye: 단단한 뼈를 가진 물고기인데 오늘날의 대부분 물고기들의 조상인 기조어류와 물에서 육지로 이동한 척추동물의 조상인 엽상어류가 있음)들과 함께 등장하였다.

첫 번째 대량 멸종(大量 滅種, mass extinction)

그러다가 이 시기 말 빙하기가 닥치면서 번성했던 생물들이 대량 멸종의 시련을 겪게 되었다. 당시 살았던 해양생물은 속 수준으로 49%, 종 수준으로는 85%가 멸종되었는데 캄브리아기부터 바다의 주인이었던 삼엽충은 그 자리를 물러났고 원시적인 극피동물도 거의 사라졌다. 크게 번성했던 완족류도 50% 이상이 타격을 받았으며 산호류도 속 수준으로 70% 정도가 멸종되었는데 멸종된 생물의 대부분은 따뜻한 환경에서 살았던 종류였다.