O surgimento dos peixes durante o período precedente marca o ápice da evolução da vida marinha. Desse ponto em diante, a evolução da vida terrestre torna-se cada vez mais importante. E esse período é aberto com o cenário quase que idealmente montado para o surgimento dos primeiros animais terrestres.
Há 220 milhões de anos, uma grande parte das áreas das terras continentais, incluindo a maior parte da América do Norte, estava sobre as águas. A terra estava repleta de uma vegetação luxuriante; essa foi realmente a idade dos fetos. O dióxido de carbono ainda se fazia presente na atmosfera, mas em um grau decrescente.
Pouco depois, a parte central da América do Norte foi inundada, formando-se dois grandes mares interiores. Os planaltos, ao longo das costas do Atlântico e do Pacífico, situavam-se pouco além das linhas costeiras atuais. Esses dois mares em breve tiveram as suas águas unidas e as diferentes formas de vida ali existentes puderam mesclar-se entre si, e a união dessas faunas marinhas deu início ao rápido declínio mundial da vida marinha e à abertura do período subseqüente de vida terrestre.
Há 210 milhões de anos, os mares árticos, de águas quentes, cobriram a maior parte da América do Norte e Europa. As águas polares do sul inundaram a América do Sul e Austrália, ao passo que a África tanto quanto a Ásia encontravam-se grandemente elevadas.
Quando os mares atingiram o seu nível mais alto, um novo desenvolvimento evolucionário subitamente aconteceu. Abruptamente, os primeiros animais terrestres surgiram. Numerosas espécies desses animais tornaram-se capazes de viver na terra e na água. Esses anfíbios respiravam o ar e desenvolveram-se dos artrópodes, cujas bexigas natatórias transformaram-se em pulmões.
Das águas salgadas dos mares, os caramujos, os escorpiões e as rãs arrastaram-se para a terra. Hoje, as rãs ainda põem os seus ovos na água, e a sua cria ainda tem, no início, a forma de pequenos peixes, os girinos. Esse período bem que poderia ser conhecido como a idade das rãs.
Logo depois, os insetos fizeram a sua primeira aparição e, juntamente com aranhas, escorpiões, baratas, grilos e gafanhotos, logo se espalharam pelos continentes do mundo. As libélulas mediam setenta e cinco centímetros de envergadura. Mil espécies de baratas desenvolveram-se, e algumas cresceram até o comprimento de dez centímetros.
Dois grupos de equinodermos tornaram-se especialmente bem desenvolvidos, e constituem na realidade os fósseis-guias dessa época. Os grandes tubarões comedores de conchas também atingiram um alto grau de evolução e, por mais de cinco milhões de anos, predominaram nos oceanos. O clima era ainda suave e regular; a vida marinha pouco mudou. Os peixes de água doce estavam desenvolvendo-se e os trilobitas encontravam-se muito perto da extinção. Os corais eram escassos e grande parte do calcário estava sendo elaborada pelos crinóides. Os melhores calcários para a construção foram depositados durante essa época.
As águas de muitos dos mares interiores eram tão pesadamente carregadas de cal e outros minerais, que interferiam grandemente no progresso e no desenvolvimento de muitas espécies marinhas. Finalmente, os mares ficaram limpos por causa de um grande depósito de pedras minerais, contendo, em alguns locais, zinco e chumbo.
Os depósitos dessa primeira idade carbonífera têm uma espessura de 150 a 600 metros, consistindo em arenitos, xistos e calcário. Os estratos mais antigos trazem os fósseis de plantas e animais, tanto marinhos quanto terrestres, e junto, uma grande quantidade de sedimentos de cascalho. Pequenas quantidades de carvão explorável são encontradiças nesses estratos mais antigos. Tais depósitos, em toda a Europa, são bastante similares aos da América do Norte.
Mais para o final dessa época, as terras da América do Norte começaram a elevar-se. Houve uma curta interrupção e o mar voltou a cobrir cerca de metade dos seus leitos anteriores. Essa foi uma inundação curta, e a maior parte da terra logo veio para bem acima da água. A América do Sul ainda estava ligada à Europa por intermédio da África.
Essa época testemunhou o começo dos Vosges, da Floresta Negra e dos montes Urais. Cotos de outras montanhas mais antigas são encontrados em toda a Grã-Bretanha e na Europa.
Há 200 milhões de anos, os estágios realmente ativos do período carbonífero iniciaram-se. Durante vinte milhões de anos, antes desse tempo, os primeiros depósitos de carvão estavam sendo precipitados, mas agora as atividades de formação de carvão em escala mais ampla estavam em processo. A duração real da época do depósito de carvão foi de um pouco mais de vinte e cinco milhões de anos.
As terras estavam periodicamente indo para cima e para baixo, devido à mudança do nível do mar, ocasionada pelas atividades no fundo dos oceanos. Essa instabilidade na crosta—o assentamento e a elevação da terra—, somada à proliferação da vegetação dos pântanos costeiros, contribuiu para a produção de extensos depósitos de carvão, que levaram esse período a ser conhecido como o Carbonífero. E o clima ainda era suave em todo o mundo.
As camadas de carvão alternaram-se com as de xisto, rocha e conglomerados. Essas camadas de carvão, na parte central e oriental dos Estados Unidos, variam entre doze e quinze metros de espessura. Muitos desses depósitos, porém, foram carreados durante as elevações subseqüentes da terra. Em algumas partes da América do Norte e Europa, o substrato que possui carvão tem 5 500 metros de espessura.
A presença das raízes das árvores, na medida em que elas cresciam na argila que limita as camadas atuais de carvão, demonstra que o carvão foi formado exatamente onde ele agora é encontrado. O carvão, preservado pela água e modificado pela pressão, é o remanescente constituído dos restos da vegetação exuberante que crescia nos lamaçais e margens dos pântanos dessa idade longínqua. As camadas de carvão, freqüentemente, contêm gás e petróleo. Camadas de turfa, remanescentes da vegetação do passado, teriam sido convertidas em um tipo de carvão, quando submetidas a uma pressão apropriada e ao calor. O antracito foi submetido a uma pressão e um calor maiores do que os outros carvões.
Na América do Norte, os estratos carboníferos apresentam-se em diversas camadas, o que indica o número de vezes que a terra afundou e de novo se elevou. Esse número é variável, desde dez, no Illinois, a vinte, na Pensilvânia, e desde trinta e cinco, no Alabama, a setenta e cinco, no Canadá. Tanto os fósseis de água doce quanto os de água salgada são encontráveis nas camadas de carvão.
Durante toda essa época, as montanhas da América do Norte e América do Sul estavam em movimento, tanto os Andes quanto as Montanhas Rochosas ancestrais do sul elevavam-se. As grandes regiões de costas elevadas do Atlântico e do Pacífico começaram a afundar, tornando-se, finalmente, tão erodidas e submersas que as linhas da costa de ambos os oceanos afastaram-se até quase alcançarem a posição atual. Os depósitos dessa inundação têm uma espessura média de trezentos metros.
Há 190 milhões de anos, testemunhou-se um alongamento para oeste do mar carbonífero da América do Norte, sobre a região atual das Montanhas Rochosas, com uma saída para o oceano Pacífico, pelo norte da Califórnia. O carvão continuou a ser depositado em todas as Américas e Europa, camada sobre camada, à medida que as terras da costa elevavam-se e afundavam-se durante essas idades de oscilação da linha costeira dos mares.
Há 180 milhões de anos, chegou-se perto do fim do período Carbonífero, durante o qual o carvão se havia formado em todo o mundo—na Europa, Índia, China, África do Norte e Américas. Ao final do período de formação do carvão, a parte da América do Norte situada a leste do vale do rio Mississippi, elevou-se; e a maior parte dessa região permaneceu, desde então, acima do mar. Esse período de elevação da terra marca o começo das montanhas atuais da América do Norte, tanto na região apalachiana, quanto no oeste. Os vulcões estavam ativos no Alasca e Califórnia, bem como nas regiões de formações montanhosas da Europa e Ásia. A parte leste da América e a parte oeste da Europa estavam ligadas pelo continente da Groenlândia.
A elevação das terras começou a modificar o clima marinho das eras precedentes e substituí-lo por um começo de clima continental menos ameno e mais variável.
As plantas desses tempos eram portadoras de esporos; e o vento era capaz de disseminá-los em todas as direções. Os troncos das árvores carboníferas tinham, em geral, dois metros de diâmetro e trinta e cinco metros de altura. Os fetos modernos são verdadeiras relíquias dessas idades passadas.
Em geral, essas foram épocas do desenvolvimento de organismos de água doce; pouca mudança ocorreu na vida marinha já existente. Mas o destaque fundamental desse período foi o surgimento súbito das rãs e seus muitos primos. Os traços característicos da vida da idade do carvão foram os fetos e pelas rãs.