Paleosoikum

Paleotektoonika ja -geograafia

Paleosoikumi alguses oli hiidkontinent Gondwana moodustumas või äsja moodustunud ning asus lõunapooluse lähedal. Kambriumi ajastul meretase tõusis ning mitmed kontinendid ujutati üle ning meretase jäi kõrgeks kogu ordoviitisumi vältel, alanedes alles Gondwana jäätumisega alam-paleosoikumi lõpus. Ordoviitsiumi ajal eraldasid Laurentia, Baltika, Siberia ja Gondwana kontinente Iapetuse ookean ja Tethyse ookean. Ordoviitsiumi lõpus kattis jää suurt osa Gondwana lõunapiirkonnast.  Siluri jooksul põrkasid kokku Laurentia ja Baltika kontinent, sulgedes Iapetuse ookeani põhjapoolse haru, ja moodustasid "Vana punase liivakivi" kontinendi. Devoni ajastul hakkasid vara-paleosoikumi ookeanid sulguma ning moodustus Eurameerika manner. Kogu hilis-paleosoikumi jooksul liikusid erinevad kontinendid üksteisele lähemale.  Karbonis kattis suurt osa lõunapoolkerast jää ning ekvaatoril tekkisid suured sood. Permis moodustus Gondwana ja Eurameerika ühinemisel hiidmanner Pangea.

Kliima

Kambriumi alguses olid temperatuurid madalamad kui hiljem alam-paleosoikumis keskmiselt, kuna Maa taastus alles eelkambriumi ajastul olnud jääajast.  Kambriumi jooksul muutus kliima soojemaks ning veetase tõusis. Ordoviitsiumi ajaks oli Gondwana liikunud lõuna poole ning suur osa Lääne-Gondwanast asus lõunapoolusel. Alam-paleosoikum lõppes lühikese jääajaga hilis-ordoviitsiumis, mis põhjustas suuruselt teise väljasuremise fanerosoikumis.
Kesk-paleosoikumis kliima stabiliseerus ning meretase hakkas tõusma, mille põhjuseks arvatakse polaarliustike osaline sulamine. Baltika ja Laurentia aeglane kerkimine ning Gondwana põhja poole liikumine põhjustasid soojade madalaveeliste merebasseinide tekkimise. Ekvatoriaalses piirkonnas oli kliima soe ning moodustusid ulatuslikud rifid.  Baltika ja Laurentia mandri kokkupõrkele järgnenud mäeteke põhjustas mandrite üldise kerke ja ookeanide taandumise. Merede pindala vähenes ning maismaa pinnamoe erinevused põhjustasid kontinentaalse kliima. 
Vara-karboni alguses tõusis taas devonis langenud meretase. Karbonis oli kliima ekvaatori aladel soe ja niiske, soodustades taimestiku arenemist, kuid lõunapoolusele lähemal muutusid temperatuurid jahedamaks. Peaaegu kogu karboni olid Gondwana lõuna-polaaralad kaetud liustikega. Hilis-kambriumis veetase langes, kuna liustike ala laienes Gondwanal. Sellega kaasnes ulatuslik mereelustiku väljasuremine.  Hilis-karboni ajal toimus maismaal laiuskraadidevahelise temperatuurigradiendi suurenemine.  Kontinentaalsed liustikud liikusid kuni 30. laiuskraadideni. Karboni lõpus hakkas kliima muutuma kuivemaks ning see trend jätkus ka permi vältel. Hilis-permis langes globaalne meretase ning kontinentidel valdas erosioon. Hilis-permis ulatus hiidkontinent Pangea pooluselt poolusele ning mõlemad poolused  olid üheaegselt jäätunud. Mereveetaseme langusega kaasnes mandrilavasid katvate madalate ja soojade merede kadumine.

Taimestik

Kambriumis olid taimedest esindatud vaid vetikad. Ordoviitsiumis lisandusid veepiiril olevad algelised maismaataimed. Esimesed algelised soontaimede leiud pärinevad hilis-silurist. Hilis-devonis moodustasid varased eostaimed, mida leidus siluris vaid soodes, suuri metsi. Devoni keskelt pärineb ka koldade (pärisraikad), osjade (kidade) ja sõnajalgade (keerdlehikud) leide. Devoniaegset merd asustasid rohe-, mänd- ja punavetikad. Karboni ajastu sai oma nime maismaataimestikult – mitte ühelgi teisel geoloogilisel ajastul ei ole taimefossiilid olnud nii mitmekesised. Karboni ajastust on jäänud meile kivisöelademed. Eristus troopiline ja parasvöötmeline taimestik.  Karbonis olid põhilisteks taimedeks kidad (hiidosjad), pärisraikad (hiidkollad), sõnajalgtaimed, seemnesõnajalad (paljasseemnetaimed) ja kordaiidid (paljasseemnetaimed). Vara-permis esines taimestikus rohkesti kidasid
, kuid hilis-permis suurenes järsult paljasseemnetaimede osatähtsus. Ilmusid palmlehikud, hõlmikpuud ja okaspuud.

Kambrium

Kambriumis toimus kiire elu areng ning organismide mitmekesisus suurenes geoloogiliselt lühikese aja vältel. Ilmusid kõigi loomarühmade esindajad. Seda aega nimetatakse ka "kambriumi plahvatuseks". Kambriumi alguses ilmusid toesega (skeletiga) varustatud hulkraksed loomad. Ilmusid erinevad veeselgrootud: molluskid, trilobiidid, arheotsüaadid (surid välja kambriumi keskel), brahhiopoodid (puuduluksed käsijalgsed), käsnad, meduusid ning paljud organismid, kes on problemaatilise kuuluvusega. Osadel kambriumi hõimkondadel leidub selgeid tänapäeval esinevaid järeltulijaid: lülijalgsed, käsijalgsed, okasnahksed ning molluskid. Nende kõrval esines ka veidra väljanägemisega organisme, kellel puuduvad otsesed järglased (Burgess Shale, Hiina).

Ordoviitsium

Ordoviitsiumis kuulusid tähtsamate mereorganismide hulka trilobiidid, molluskid, sammalloomad, ostrakoodid, brahhiopoodid (käsijalgsed), okasnahksed, kitiinikud, konodondid ning graptoliidid. Ordoviitsiumi ajastu keskel lisandusid soojaveelised korallid, stromatopoorid ning merisiilikud, samuti on leitud esimeste selgroogsete (lõuatute) kivistisi. Hilis-ordoviitsiumis toimus suur organismide väljasuremine. Selle käigus kadus 60% perekondadest.

Silur

Siluris domineerisid selgrootud mereorganismid ning madalmeredes leidus rohkesti stromatopoore, tabulaate ja rugoose, mis moodustasid rifilaadseid kivimkehi. Tüüpilised esinevad loomarühmad olid brahhiopoodid (käsijalgsed), ostrakoodid ja meriliiliad. Peajalgseid, trilobiite ja sammalloomi esines vähem kui 
ordoviitsiumis. Silurile olid iseloomulikud magestunud laguune asustanud eurüpteriidid (meriskorpionid) ja avameresetteis leiduvad graptoliidid. Graptoliite ning mikrokivistisi konodonte ja kitiinikuid kasutatakse siluri kivimite stratigraafialisel liigestamisel juhtkivististena.

Devon

Devoni ajastul tekkisid esimesed putukad, hulkjalgsed ja primitiivsed kahepaiksed. Devonis surid peaaegu täielikult välja graptoliidid ja trilobiidid, samuti vähenes tunduvalt peajalgsete (nautiloidide) osa. Selgrootutest loomadest olid devoni ajastul arvukamad karbid, teod, brahhiopoodid (käsijalgsed) ja lihtsad ammoniidid (goniatiidid). Selgroogsetest olid devonis esindatud kõik olulisemad kalade ja lõuatute rühmad, kuid valdavalt esines lõuatuid. Hilis-devonis toimus suur veeliste organismide väljasuremine (kadus 57% perekondadest).

Karbon

Karboni ajastul oli loomastikule iseloomulik maismaaselgroogsete kiire areng ning nende rohkus. Eriti rohkelt esines algelisi kahepaikseid (stegokefaale), ilmusid roomajad ning meredes domineerisid kõhrkalad (hailaadsed). Selgrootutest esines meredes kõige rohkem foraminifeere, goniatiite, brahhiopoode (käsijalgseid), meriliiliaid ja –siilikuid, õisloomi, karpe ning tigusid.

Perm

Permi ajastul olid mereliste selgrootute loomade hulgas ülekaalus foraminifeerid, karbid, sammalloomad, käsijalgsed (produktiidid) ning peajalgsed (goniatiidid). Permi lõpus surid välja trilobiidid, tabulaadid, rugoosid ja goniatiidid. Permi ajastul saavutasid maismaal selgroogsete hulgas ülekaalu kahepaiksed. Meres toimus kiire luukalade areng ning roomajatest esines teriodondid. Permi ajastu lõppes Maa ajaloo kõige hävitavama organismide väljasuremisega – kadus 83% perekondadest ja 57% sugukodadest.