En este período, un día tenía 21 horas y no había animales en tierra firme por la escasez de oxígeno en la atmósfera. Abundan los fósiles, entre los que destacan los trilobites y en algunas regiones se formaron los yacimientos de petróleo y gas.
Los niveles del mar durante el Ordovícico fueron altos; de hecho durante el Tremadociano, los niveles marítimos fueron los más altos que la Tierra haya experimentado. Las rocas del Ordovícico son principalmente sedimentarias. Debido a la escasa extensión y baja elevación de las tierras, que establecían límites a la erosión, los sedimentos marinos se componen principalmente de piedra caliza. Los sedimentos de lutita y arenisca son menos conspicuos. Uno de las principales episodios fue la Orogenia Tacónica que se inició en el Cámbrico. Al final del período, Gondwana se había acercado al polo Sur y se congeló.
En el Ordovícico existían cuatro continentes: Laurentia, Siberia, Báltica y Gondwana. Todos eran bastante pequeños excepto Gondwana que fue el más grande de todos en este período.
Se estima que el clima en ese tiempo fue cálido y tropical. De hecho en varios lugares había temperaturas muy altas de 40-50 °C y pocas veces hasta 60 °C. Así fue el clima hasta fines del Ordovícico cuando ocurrió una glaciación en casi todos los continentes, principalmente en Gondwana, y se extinguieron muchas de las nuevas especies de este periodo. Esto fue la causa de la extinción masiva del Ordovícico-Silúrico.
El Ordovícico llegó a su fin con una serie de eventos de extinción que, en conjunto, componen la segunda mayor de las cinco principales que ocurrieron en la historia de la Tierra en términos de porcentaje de géneros que se extinguieron. La única mayor fue la extinción masiva del Pérmico-Triásico. Las extinciones se produjeron hace alrededor de 444-447 millones de años y marcan el límite entre Ordovícico y Silúrico. En ese momento todos los organismos pluricelulares complejos vivían en el mar y aproximadamente el 49% de los géneros de la fauna desaparecieron para siempre. Braquiópodos y briozoos fueron diezmados, junto con muchas familias de trilobites, conodontes y graptolitos.
La teoría más comúnmente aceptada es que estos eventos fueron provocados por una glaciación que puso fin al largo y estable clima invernadero típico del Ordovícico. La glaciación no fue probablemente tan larga como se había pensado al principio. El estudio de los isótopos de oxígeno en los fósiles de braquiópodos pone de manifiesto que probablemente no duró más de 0,5 a 1,5 millones de años. El evento fue precedido por un descenso en el dióxido de carbono de la atmósfera (de 7000 ppm a 4400 ppm), que afectó de forma selectiva a los mares someros, donde vivía la mayoría de los organismos.
Como el supercontinente Gondwana estaba situado sobre el Polo Sur, las capas de hielo formadas sobre el mismo han sido detectadas en estratos de roca del Norte de África y del Noreste de Sudamérica, que eran las zonas polares en ese momento. La congelación y descongelación de las aguas causaron cambios repetidos en el nivel que inundaron y desecaron grandes zonas, eliminando muchos nichos ecológicos. Las especies limitadas a un único mar epicontinental en un determinado territorio fueron las más gravemente afectadas. Las especies tropicales fueron especialmente afectadas por la primera ola de extinción, mientras que las especies de aguas frías se vieron afectadas en el segundo pulso.
Al final del segundo evento, el deshielo de los glaciares hizo que el nivel del mar subiera y se estabilizara definitivamente. Al inicio del Silúrico se produjo el renacimiento de la diversidad de la vida con la permanente reinundación de las plataformas continentales.
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