Суша периодически поднималась и опускалась вследствие того, что уровень моря колебался из-за процессов, происходивших на дне океана. Неспокойное состояние коры — оседание и подъемы суши — в сочетании с богатой растительностью прибрежных болот способствовали формированию обширных угольных месторождений, вследствие чего этот период известен как каменноугольный. Во всём мире сохранялся мягкий климат.

Слои угля чередуются со сланцем, каменными породами и конгломератом. Эти угольные пласты в центральных и восточных частях Соединенных Штатов имеют различную толщину — от сорока до пятидесяти футов. Однако многие из таких отложений были вымыты в течение последующих подъемов суши. В некоторых частях Северной Америки и Европы толщина угольного пласта составляет 18.000 футов.

Присутствие корней деревьев, которые росли в слое глины, лежащем под нынешними пластами угля, говорит о том, что уголь формировался именно в тех местах, где его находят сегодня. Уголь представляет собой сохранившиеся в воде и видоизмененные под давлением остатки пышной растительности, существовавшей в ту далекую эпоху на болотах и затопленных побережьях. Угольные пласты нередко содержат как газ, так и нефть. Торфяные пласты — остатки древней растительности — превратились бы в один из видов угля, если бы подверглись необходимому давлению и высокой температуре. Антрацит претерпел большее давление и нагрев, чем другие виды угля.

В Северной Америке количество угольных слоев в различных пластах, означающих число подъемов и оседаний земли, варьируется от десяти в Иллинойсе, двадцати в Пенсильвании и тридцати пяти в Алабаме до семидесяти пяти в Канаде. В этих угольных пластах встречаются ископаемые остатки и пресноводной, и морской жизни.

На протяжении этой эпохи горы Северной и Южной Америки находились в активном состоянии: поднимались как Анды, так и древние Скалистые горы. Обширные регионы атлантического и тихоокеанского побережий начали погружаться, в результате чего эродировали и были затоплены настолько, что береговые линии обоих океанов отошли примерно к тем рубежам, которые существуют сегодня. Отложения этого наводнения составляют в среднем около тысячи футов в толщину.

190.000.000 лет тому назад началось расширение моря, существовавшего в каменноугольный период на территории Северной Америки, в западном направлении; это море затопило область нынешних Скалистых гор и образовало выход в Тихий океан через северную Калифорнию. Слой за слоем, уголь продолжал откладываться по всей территории Америки и Европы по мере того, как прибрежная суша поднималась и опускалась в эту эпоху береговых колебаний.

180.000.000 лет тому назад завершился каменноугольный период, в течение которого каменный уголь сформировался по всему миру — в Европе, Индии, Китае, Северной Африке и обеих Америках. В конце этого периода углеобразования поднялась часть Северной Америки к востоку от долины Миссисипи, и с тех пор большая часть этого региона остается над уровнем моря. Этот период поднятия суши знаменует собой начало формирования современных североамериканских гор — как в регионе Аппалач, так и на западе. Действующие вулканы существовали на Аляске и в Калифорнии, а также в горообразовательных районах Европы и Азии. Восточная Америка и западная Европа соединялись гренландским континентом.

Поднятие суши начало приводить к изменению морского климата предшествующих эпох, который стал постепенно заменяться менее мягким и более контрастным континентальным климатом.

Растения этого периода имели споры, повсюду разносившиеся ветром. Стволы деревьев каменноугольного периода обычно имели семь футов в диаметре и нередко достигали ста двадцати пяти футов в высоту. Современные папоротники поистине являются реликтами тех давних эпох.

В целом, это были эпохи развития пресноводных организмов; изменения в морской жизни были незначительными. Однако важной чертой этого периода было внезапное появление лягушек и их многочисленных сородичей. Характерными представителями жизни каменноугольного периода были папоротники и лягушки.

Этот период знаменует собой конец основного эволюционного развития морской жизни и начало переходного периода, ведущего к последующим эпохам наземных животных.

В эту эпоху произошло значительное оскудение жизни. Тысячи морских видов вымерли, а жизнь на суше лишь только начала закрепляться. Это было время биологических потрясений, эпоха, когда жизнь почти полностью исчезла с поверхности суши и из глубин океана. При завершении продолжительной эры морской жизни, на земле существовало почти сто тысяч видов живых существ. К концу переходного периода уцелело менее пятисот.

Особенности этого нового периода были не столько связаны с охлаждением земной коры или продолжительным отсутствием вулканической деятельности, сколько с необычным сочетанием привычных, давно действовавших факторов — сужением морей и всё большего поднятия огромных массивов суши. Мягкий морской климат предшествующих времен уходил в прошлое; происходило быстрое формирование более резкого, континентального типа климата.

170.000.000 лет тому назад эволюционные изменения и адаптации охватывали всю поверхность земли. По всему миру суша поднималась, а океаническое дно погружалось. Появились изолированные горные хребты. Восточная часть Северной Америки находилась высоко над уровнем моря; медленно поднимались западные регионы. Континенты были покрыты большими и малыми солеными озерами и многочисленными внутренними морями, которые соединялись с океанами узкими проливами. Пласты этого периода составляют в толщину от 1.000 до 7.000 футов.

В течение этих подъемов суши в земной коре произошло обширное складкообразование. Это было время прироста суши, не считая исчезновения некоторых мостов суши; исчезли и те континенты, которые долгое время соединяли Южную Америку с Африкой и Северную Америку с Европой.

Внутренние озера и моря постепенно высыхали по всему миру. Начали появляться отдельные горные и региональные ледники, в особенности в южном полушарии, и во многих районах ледовые отложения, возникшие в результате этих локальных образований льда, можно встретить даже среди некоторых верхних и более поздних угольных месторождений. Появились два новых климатических фактора: оледенение и засушливость. Многие возвышенности стали сухими и бесплодными.

На протяжении всего этого периода климатических преобразований огромные изменения произошли и среди наземных растений. Сначала появились семенные растения, благодаря чему улучшился корм наземных животных, численность которых впоследствии увеличилась. Радикальные перемены произошли среди насекомых. Появились диапаузы, представлявшие собой периоды уменьшения активности в зимнее время и в засуху.

Что касается наземных животных, то лягушки, которые в предшествующую эпоху достигли пика своего развития, быстро пришли в упадок, однако выжили за счет того, что могли подолгу жить даже в высыхающих прудах и водоемах в те далекие и чрезвычайно суровые времена. В Африке, в период упадка лягушек, произошел первый эволюционный сдвиг на пути превращения лягушки в пресмыкающееся. И так как массивы суши всё еще соединялись друг с другом, это дорептильное создание, имевшее атмосферный тип дыхания, распространилось на весь мир. К этому времени атмосфера изменилась настолько, что превосходно обеспечивала наземный тип дыхания. Вскоре после появления дорептильных лягушек Северная Америка была временно изолирована — отрезана от Европы, Азии и Южной Америки.

Постепенное охлаждение воды сильно повлияло на уничтожение океанической жизни. Морские животные этой эпохи нашли временный приют в трех благоприятных убежищах: в нынешнем регионе Мексиканского залива, в бухте реки Ганг в Индии и Сицилийском заливе Средиземноморского бассейна. Именно из этих трех регионов впоследствии вышли новые морские виды, которые, пройдя суровые испытания, вновь заполнили моря.