La aparición de los peces durante el período precedente marca el punto culminante de la evolución de la vida marina. Desde este punto en adelante la evolución de la vida terrestre se hace cada vez más importante. Al iniciarse este período, el escenario está casi idealmente preparado para la aparición de los primeros animales terrestres.
Hace 220.000.000 de años gran parte de las zonas terrestres continentales, la mayor parte de Norteamérica inclusive, estaba sobre el nivel del agua. La tierra estaba atestada de una lujuriante vegetación; ésta fue efectivamente la edad de los helechos. El bióxido de carbono seguía presente en la atmósfera pero en grados cada vez menores.
Poco tiempo después se inundó la porción central de Norteamérica, creando dos grandes mares interiores. Las tierras altas de las costas del Pacífico así como del Atlántico estaban situadas un poco más allá de las costas de mar actuales. Estos dos mares se unieron en este momento, entremezclándose sus distintas formas de vida, y la unión de esta fauna marina marcó el comienzo del declive rápido y global de la vida marina y el principio del subsiguiente período de vida terrestre.
Hace 210.000.000 de años los mares árticos de agua tibia cubrían la mayor parte de Norteamérica y Europa. Las aguas polares del sur inundaban Sudamérica y Australia, en tanto que África así como Asia estaban sumamente elevadas.
Cuando estaban los mares en su auge, aconteció repentinamente una nueva evolución. Bruscamente aparecieron los primeros animales terrestres. Había numerosas especies de estos animales que podían vivir tanto en la tierra como en el agua. Estos anfibios que respiraban aire se habían desarrollado de los artrópodos, cuyas vejigas natatorias habían evolucionado en pulmones.
De las salobres aguas de los mares se arrastraron sobre la tierra caracoles, escorpiones y ranas. Hoy en día las ranas siguen poniendo sus huevos en un medio acuático, y su cría tiene al principio forma de pececillos, los renacuajos. Este período bien pudiera conocerse por la edad de las ranas.
Poco tiempo después los insectos despuntaron por primera vez y, junto con las arañas, escorpiones, cucarachas, grillos y cigarras, no tardaron en esparcirse por los continentes del mundo. Las libélulas medían más de setenta y cinco centímetros de ancho. Se desarrollaron mil especies de cucarachas, y algunas llegaban a medir diez centímetros de largo.
Dos grupos de equinodermos se desarrollaron particularmente, y son en realidad los fósiles guías de esta época. Los tiburones grandes que se alimentaban de los animales de concha también estaban bien desarrollados, y durante más de cinco millones de años dominaron los océanos. El clima aún era templado y estable; la vida marina cambió muy poco. Los peces de agua dulce se iban desarrollando y los trilobites se aproximaban a su extinción. Los corales escaseaban, y gran parte de la caliza la hacían los crinoideos. Las calizas para construccion más finas se asentaron durante esta época.
Las aguas de muchos mares interiores estaban tan cargadas de caliza y otros minerales que su presencia interfería considerablemente con el progreso y desarrollo de muchas especies marinas. A la larga los mares se despejaron a consecuencia de un extenso depósito de roca, el cual en algunas partes contenía zinc y plomo.
Los depósitos de esta primitiva edad carbonífera son de 150 a 600 metros de grueso, y consisten en arenisca, esquisto y caliza. Los estratos más antiguos dan fósiles de animales y plantas tanto marinos como terrestres, junto con mucho cascajo y sedimentos de las cuencas. Poco carbón explotable se encuentra en estos estratos más viejos. Estos depósitos a través de Europa se asemejan mucho a los que se sentaron en Norteamérica.
Hacia el final de esta época la tierra de Norteamérica fue elevándose. Hubo una breve interrupción, y el mar volvió a cubrir como la mitad de sus lechos anteriores. Esta fue una inundación de corta duración, y poco tiempo después la mayor parte de la tierra ya había asomado sobre el agua. Sudamérica aún estaba unida con Europa a través de África.
Esta época presenció el comienzo de los Vosgos, la Selva Negra y los Montes Urales. Los restos de otras montañas más antiguas se encuentran por toda la Gran Bretaña y Europa.
Hace 200.000.000 de años comenzaron las etapas más activas del período carbonífero. Durante los veinte millones de años anteriores se iban asentando los primitivos depósitos de carbón, pero en este momento ya estaban en curso actividades más extensas de formación de carbón. La duración de la época real de depósito de carbón fue de un poco más de veinticinco millones de años.
La tierra ascendía y descendía periódicamente debido al cambiante nivel del mar ocasionado por actividades en el fondo de los océanos. Esta intranquilidad de la corteza,—el asentamiento y ascenso de la tierra– en conjunto con la prolífica vegetación de los pantanos costaneros, contribuyó a la producción de vastos depósitos de carbón, por lo cual se conoce este período por el período carbonífero. Y el clima seguía siendo templado en todo el mundo.
Las capas de carbón se alternaban con esquisto, piedra y conglomerado. Estos yacimientos de carbón sobre las partes central y oriental de Estados Unidos tienen un espesor que varía de doce a quince metros. Pero gran parte de estos depósitos se derrubiaron durante las elevaciones terrestres subsiguientes. En algunas partes de Norteamérica y Europa los estratos que contienen carbón son de 5.500 metros de espesor.
La presencia de la raigambre de árboles creciendo en el barro que subyace los actuales yacimientos de carbón, demuestra que el carbón se formó justamente donde se encuentra al presente. El carbón es el residuo de la exuberante vegetación que se daba en las ciénagas y márgenes de pantano que el agua conservaba y la presión modificaba en esta lejana edad. Los estratos de carbón contienen a menudo tanto gas como petróleo. Los yacimientos de turba, restos de vegetación pasada, se convertirían en un tipo de carbón si se los sometiera a una presión y calor adecuados. La antracita ha estado sometida a más presión y calor que otros tipos de carbón.
En Norteamérica las capas de carbón de los distintos yacimientos, las cuales indican la cantidad de veces que la tierra se hundió y se elevó, varían de diez en Illinois, veinte en Pensilvania, treinta y cinco en Alabama, a setenta y cinco en Canadá. En los yacimientos de carbón se encuentran fósiles tanto de agua dulce como de agua salada.
A lo largo de toda esta época las montañas de América del Norte y del Sur estaban activas, elevándose tanto los Andes como las Montañas Rocosas ancestrales del sur. Las grandes regiones altas de las costas del Atlántico y del Pacífico empezaron a hundirse; con el tiempo quedaron tan erosionadas y sumergidas que las costas de los dos océanos se retiraron a sus aproximadas posiciones actuales. Los depósitos de esta inundación tienen un promedio de alrededor de trescientos metros de espesor.
Hace 190.000.000 de años se presenció una expansión hacia el poniente del mar carbonífero de Norteamérica sobre la presente región de las Montañas Rocosas, con una salida al Océano Pacífico a través del norte de California. El carbón continuó sentándose por todas las Américas y Europa, capa sobre capa, a medida que las tierras costaneras ascendían y descendían durante estas edades de oscilantes orillas de mar.
Hace 180.000.000 de años se cerró el período carbonífero, durante el cual se había formado carbón por todo el globo—en Europa, India, China, África del norte y las Américas. Al final del período de formación de carbón, Norteamérica al este del valle del Misisipí se elevó, y la mayor parte de esta sección ha permanecido desde entonces sobre el nivel del mar. Este período de elevación terrestre marca el comienzo de las montañas modernas de Norteamérica, tanto en las regiones apalaches como en el oeste. Los volcanes estaban activos en Alaska y California y en las regiones de formación de montañas de Europa y Asia. América oriental y Europa occidental estaban unidas por el continente de Groenlandia.
La elevación de tierra empezó a modificar el clima marino de las edades precedentes y a sustituir por él los principios del clima continental, menos benigno y más variable.
Las plantas de estos tiempos eran esporofitas, y el viento podía propagar sus esporas a grandes distancias y por amplios ámbitos. Los troncos de los árboles carboníferos solían ser de un diámetro de más de dos metros y a menudo de una altura de casi cuarenta metros. Los helechos modernos son verdaderas reliquias de estas edades pasadas.
En general, éstas fueron las épocas de desarrollo de los organismos de agua dulce; la vida marina anterior cambió muy poco. Pero el rasgo característico importante de este período fue la apareció súbita de las ranas y sus múltiples primos. En cuanto a la vida, las características principales de la edad carbonífera fueron los helechos y las ranas.