3億5,890万年前から2億9,890万年前。

その名の通り、石炭紀は、世界中広範囲に石炭層が形成された時代である。

ゴンドワナでは氷河形成が進行、寒冷化も進むが、ユーラメリカは熱帯にあり、高温多湿な環境だった。そのような条件下で低地は湿地や沼沢地となり、トクサ、ヒカゲノカズラ類が繁茂し、木質のシダ植物が大森林を形成していた。このような発達した森林は多量の二酸化炭素を吸収し、また多量の酸素を放出した

湿地に堆積した動植物の遺骸は微生物によって分解され酸素も消費され二酸化炭素の排出も起こるはずだが、植物の枯死量が多く、空気から遮断され分解されないまま蓄積していった。そのため、酸素濃度は上昇し35％にも達していたという（現在は21％ほど）。また、二酸化炭素は減少し、寒冷化が進行することになった。

高い酸素濃度の影響であろう。石炭紀の森林には巨大な節足動物、とりわけ昆虫類が大きく発展した。巨大なムカデ、サソリが這い回り、信じがたいほど大きなトンボが飛び回っていた。

石炭紀終わりまでには、針葉樹類の祖先が出現し、四足動物は乾燥への適応をし始めていた。

石炭紀で重要なのは、羊膜を持った動物、すなわち爬虫類や哺乳類の共通祖先が誕生したことであろう。羊膜を持つことで、産卵とその後の個体発生で水環境を必要としなくなり、四足動物は陸上への適応をさらに進めていくことになった。

この有羊膜類は竜弓類と単弓類に分かれていく。竜弓類からは双弓類が生まれ、さらに海生爬虫類、トカゲ、ヘビへと進化するグループと、ワニ、恐竜、そして鳥類へと進化するグループに分かれることになる。単弓類からは哺乳類などが進化していった。

海ではサメ類の軟骨魚や硬骨魚など、より現代的な形態の魚類が発展していった。一方、三葉虫などはますます衰退していった。

２つの超大陸は互いに接近し、１つの超大陸パンゲアを形成していく。結果として海岸線は減少し、大陸周辺の浅海生態系は影響を受けることになった。また、寒冷化が進行した石炭紀は、やがて現在の地球と同じように、氷河期と間氷期を繰り返すようになっていく。

参考文献・サイト：

1. National Geographics
2. Pappas S (2013) Paleozoic Era: Facts & Information Live Sience June 20, 2013
3. Smithsonian Environmental Research Center Forces of Change - Atmosphere -
4. UCMP - University of California Museum of Paleontolgy - (Legacy Exhibits Online, Tour of Geologic TIme)
5. International Commission on Stratigraphy - International Chronostratigraphic Chart v 2023/06.