古气候

以及数值气候模型碳同位素对保存下来的奥陶纪土壤的测量表明大气中含有二氧化碳在此期间，是现在的14-16倍。这些高水平是由广泛的火山活动，这将释放大量的二氧化碳到大气．由于海平面高，大陆上大量的洪水泛滥，加上陆地上缺乏广泛的植被，抑制了气候变化风化的硅酸盐岩石是从大气中去除二氧化碳的主要机制。简而言之，在奥陶纪，二氧化碳被添加到大气中的速度加快了，而二氧化碳被清除的速度却减慢了。

因为温室效应在美国，大气中高浓度的二氧化碳会导致气温从2000年开始到处上升赤道到两极去。热带地区气温升高的明显证据可以从广泛的奥陶系石灰石具有与现代热带碳酸盐岩地区相似特征的矿床，例如珊瑚礁巴哈马群岛。奥陶纪低纬度温暖气候的其他证据包括铝土矿在哈萨克斯坦和蒸发岩矿物北美、澳大利亚、中国哈萨克斯坦和西伯利亚。

温暖的热带地区会促进热带气旋；这类风暴在奥陶纪有丰富的记录。在北美的亚热带地区沉积奥陶系陆架的沉积物通常出现在页岩和页岩的交替层中砂岩或石灰石。这些砂岩和石灰石层在其底部显示出侵蚀的证据，在层内向上变得更细，并包含由强水流和大浪结合形成的独特沉积结构。这些由风暴驱动的结构和过程也发生在今天的大陆架上。此外，被称为风暴岩的风暴沉积物在奥陶系岩石中很常见。例如，晚奥陶世的一段时间地层附近辛辛那提它位于俄亥俄州，厚65米(213英尺)。这个间隔估计代表了150万年沉积里面有300多只暴风怪。因为侵蚀在飓风的早期阶段，海底有可能会清除先前沉积的风暴岩，但辛辛那提附近的间隔表明，在此期间，风暴至少每5000年留下一次保存下来的沉积记录。

尽管奥陶纪的二氧化碳含量很高，但从未风化的化石中可以看到高纬度地区气候较冷的证据云母在沉积岩中北非中部和南部欧洲，以及许多南美．它们的丰富，加上被解释为冷水形式的动物群的存在，以及古地磁的证据，表明非洲西北部位于南极．此外,冰川非洲大部分地区、南亚和欧洲部分地区也有可以追溯到奥陶纪的沉积物。人们曾认为，南极在奥陶纪的大部分时间里都被冰川覆盖，但最近对这些冰川沉积物的测年，加上同位素证据，表明主要的大陆冰川作用仅限于晚奥陶纪的最后50万年和早奥陶纪的较短时间志留纪时代。

然而，证据更重氧气同位素和下降海平面表明大陆冰川作用可能早在中奥陶世就发生了。所产生的温度梯度海洋可能增强专业实力电流从海洋深处涌来的营养物质(另请参阅海洋生态系统:生物生产力)．一些科学家认为，这些变化可能会创造出新的营养丰富的栖息地，从而加速了物种灭绝的速度物种形成在奥陶纪。

在二氧化碳水平如此之高的情况下，大陆冰川作用是如何形成的悖论．最近有人提出，奥陶纪末期的冰川作用是由非洲在南极的位置和大气中二氧化碳的短期下降共同触发的。奥陶纪期间火山活动的减少促进了这种下降，火山活动向大气中引入的二氧化碳逐渐减少。增加造山运动奥陶纪晚期的隆起加速了大气中二氧化碳的去除风化的硅酸盐岩石。一旦北非开始下雪，就会增加反照率(表面反射率)的雪会有培养温度越低，积累量越大雪在冈瓦纳，从而导致了冰期。海洋的冷却也可能促进了海洋生物生产力的提高光合作用有机体，通过上涌的过程将营养物质从深处转移到表面。随着光合作用生物数量的增加，额外的二氧化碳被移出大气层。在这个冰川期的末期，人们现在认为，由于二氧化碳的产生火山硅酸盐岩石风化作用对大气二氧化碳的去除比例下降。冈瓦纳的硅酸盐岩石无法进入大气层，因为许多岩石被厚厚的冰川覆盖冰．

海洋生物

化石和浮游生物

奥陶系海相具有丰富的海洋资源多样化的的组合物种．钙化的微生物垫，称为叠层石它们在奥陶纪岩石中被发现，尽管在那里不像在美国那么常见地层从元古宙而且寒武纪(25亿到4.854亿年前)。几丁虫或acriarchs，微化石与中空腔和有机壁，代表浮游植物(小,自由浮动,光合作用生物)。奥陶系有孔虫目包括凝集(胶合或胶合)和钙质(含钙碳酸盐)的形态，包括第一种fusulinids(单细胞变形虫像有复杂外壳的生物)。的硅质放射虫(球形对称的生物，有精致的、雕刻的骨架)浮游动物(以浮游植物为食的小动物群)在奥陶纪也有发现岩石．