La période carbonifère (qui signifie carbonifère) est une période géologique qui a duré environ 60 millions d’années, entre la période dévonienne il y a 340 millions d’années (mya) et la période permienne 280 mya.
Au cours de la période carbonifère, les marécages et les forêts ont prospéré, produisant un excès d’oxygène atmosphérique jusqu’à 80% supérieur aux niveaux actuels, et des quantités massives de matière organique en décomposition. Cette matière organique s’est finalement transformée en charbon après des millions d’années de pression du sol et de la roche au-dessus, et est responsable de l’existence de grands gisements de charbon en Angleterre et en Europe occidentale. Ces lits de charbon, originaires de la période carbonifère, ont alimenté la première révolution industrielle et continuent d’être exploités pour le charbon aujourd’hui.
La période carbonifère a été celle de la formation du célèbre supercontinent Pangée, vers 300-345 millions d’années. Il s’est formé lorsque plusieurs continents plus petits se sont enfoncés les uns dans les autres, donnant naissance aux Appalaches, aux montagnes de l’Atlas et à l’Oural. La Pangée était si grande que son centre était très sec, mais les zones côtières regorgeaient d’une flore et d’une faune abondantes et exotiques. Pendant la période carbonifère, il était possible pour les animaux de migrer du pôle Nord au pôle Sud. Le surplus d’oxygène dû à la prolifération florale a conduit au gigantisme chez certains amphibiens et insectes, dont le plus gros insecte jamais développé, un ancêtre de la libellule, avec une envergure de 73 cm (29 pouces). Les brachiopodes étaient communs pendant la période carbonifère, et des espèces anciennes telles que le trilobite ont commencé à disparaître.
Les importants dépôts carbonés produits au Carbonifère étaient dus à deux facteurs principaux : l’évolution de l’écorce des arbres sous forme de polymère organique lignine ; et la baisse du niveau de la mer, permettant aux forêts et aux marécages de pousser sur les basses terres qui auraient auparavant été inondées. La lignine était un avantage évolutif décisif pour de nombreux arbres, les protégeant du monde extérieur et les rendant moins digestes pour les animaux. Il a fallu plusieurs millions d’années pour que les bactéries et les animaux évoluent et puissent digérer efficacement la lignine, provoquant d’importantes accumulations de matière organique sur le sol, parfois supérieures à 2 m (6.5 pi) de hauteur. La lignine constitue encore un quart à la moitié du bois lorsqu’elle est sèche. Il se forme à l’intérieur de la plante par l’élimination de l’eau de certains sucres.
La période carbonifère peut être décomposée en une série de sous-périodes plus courtes, chacune d’une durée d’environ 10 millions d’années : les périodes Tournaisienne, Viséenne, Serpukhovienne, Bachkirienne, Moscovienne, Kasimovienne et Gjelienne.