Il periodo della Pennsylvania iniziò circa 318 milioni di anni fa e terminò circa 299 milioni di anni fa. Rocce di questo sistema geologico sono ben esposti in tutta una grande, per lo più unglaciated, zona di Ohio orientale. Storicamente, queste rocce carbonifere sono state di grande importanza economica per lo stato e conservano le prove del cambiamento degli ambienti e della proliferazione della vita marina e terrestre.
All’inizio del periodo Pennsylvaniano, l’erosione durante l’ultima parte del periodo mississippiano aveva scavato profonde e ampie valli in tutto lo stato., Questo episodio fu in risposta al sollevamento della terra come un rigonfiamento formato ad est della zona di collisione del Nord America con l’Africa e l’inizio dei Monti Appalachi che avrebbero dominato il Nord America orientale per i prossimi 70 milioni di anni. Estese glaciazioni nell’emisfero australe sul mega-continente di Gondwana, probabilmente hanno contribuito all’abbassamento del livello del mare.
Quando i Monti Appalachi iniziarono a sorgere, la sabbia di quarzo quasi pura fu trasportata nell’Ohio a nord dallo scudo canadese e a sud dagli altopiani degli Appalachi., Queste sabbie riempivano le valli che erano state tagliate nelle rocce del Mississippi formando letti spessi e estesi che ora sono noti come arenaria di Sharon. Lo Sharon è presente in tre aree distinte che non sembrano essere interconnesse e fossili vegetali suggeriscono che lo Sharon è di età leggermente diversa in queste aree. Nel nord-est dell ” Ohio le forme Sharon arenaria scogliere sceniche principalmente in Geauga, Portage, e contee Summit ed è estratto per varie costruzioni e usi industriali., La seconda area di affioramento è nelle contee di Jackson e Pike nel sud dell’Ohio, dove viene estratta e forma scogliere panoramiche. La Sharon Arenaria meridionale sembra essere più antica della Sharon nord-orientale. La terza area è un deposito orientato nord-sud nell’Ohio orientale che è interamente coperto da rocce della Pennsylvania più giovani ed è conosciuto solo con la perforazione di petrolio e gas.
Poco dopo la deposizione dell’arenaria di Sharon, i mari poco profondi iniziarono a inondare l’Ohio da sud-ovest e depositarono sottili letti di calcare e scisto., Le acque marine venivano costantemente respinte da un afflusso di sedimenti erosi dai crescenti Monti Appalachi a sud e ad est. Così, Ohio era una zona costiera costantemente fluttuante dominato da delta costruiti nei mari da corsi d “acqua carichi di sedimenti e l” aumento e la caduta periodica del livello del mare a causa di ceretta e calante dei ghiacciai continentali in Gondwana e le forze di costruzione di montagna. Queste circostanze hanno provocato letti multipli, sottili, discontinui lateralmente di calcare, scisto, argilla, arenaria e carbone in sequenze ripetitive.,
Il sistema della Pennsylvania in Ohio è caratterizzato da letti di carbone bituminoso economicamente importante, alcuni dei quali sono spessi ed estesi, alcuni dei quali sono sottili e discontinui. Infatti, primi geologi di cui queste rocce come le misure di carbone, anche se letti di carbone sono solo una piccola parte dello spessore totale di queste rocce. I letti di carbone formata in vaste paludi costiere in cui è cresciuta una vegetazione lussureggiante. In molte aree, ancora e ancora, materiale vegetale accumulato a spessore sufficiente per formare un letto di carbone alla fine., L’inondazione dal mare o un cambiamento nel corso di un fiume delta-building seppellì la palude e iniziò un nuovo ciclo di deposizione. Le paludi costiere che formavano carbone fiorirono nel clima caldo e umido vicino al paleoequatore.
Le rocce della Pennsylvania in Ohio sono state divise in quattro suddivisioni, o gruppi, che sono, in ordine ascendente (dal più vecchio al più giovane): Pottsville, Allegheny, Conemaugh e Monongahela., Ognuno di questi gruppi è costituito da numerosi letti di scisto, mudstone, arenaria, argilla, calcare marino o d’acqua dolce e carbone che nella maggior parte dei casi sono relativamente sottili e lateralmente discontinui. Più di 100 letti singoli sono stati nominati all’interno delle rocce della Pennsylvania dell’Ohio.
La maggior parte dei letti nella metà inferiore della sequenza della Pennsylvania sono di colore scuro e rappresentano la deposizione in embayments marini o pianure delta inferiori., Vicino alla metà del Gruppo Conemaugh, le rocce sono dominate da colori rossi, calcare marino e scisto diventano meno comuni o assenti, e calcare d’acqua dolce diventano più prevalenti. Questo cambiamento, a volte chiamato il confine rosso-grigio, indica una transizione da ambienti delta pianura marino-inferiore ad ambienti delta pianura superiore. I redbeds rappresentano sedimenti ossidati e zone del suolo e un cambiamento da un ambiente umido a condizioni stagionali umido-secco. Alcune unità redbed sono inclini a pendenza fallimento, soprattutto quando bagnato, e hanno causato frane costosi nel sud-est Ohio., Il calcare d’acqua dolce sono stati depositati nei laghi. Alla fine del periodo, il bacino fu riempito di sedimenti e il mare fu spinto fuori dall’Ohio, per non tornare mai più.
La vita era abbondante e diversificata durante il periodo della Pennsylvania, sia nei mari che soprattutto sulla terra. Molti del calcare marino e scisto, anche se solo pochi piedi di spessore nella maggior parte dei casi, contengono abbondanti fossili marini di brachiopodi, vongole, lumache, cefalopodi, briozoi, e trilobiti rari, tra gli altri., La vita vegetale fiorì nelle paludi costiere vicino all’equatore ed era dominata da felci, giunchi di equiseto, licopodi (alberi a scaglie) e conifere, tra gli altri. Alcuni degli alberi, come gli alberi di scala Lepidodendron e Sigillaria, ha raggiunto altezze di oltre 100 piedi. Tronchi, radici, foglie e strutture riproduttive sono comuni in molti letti di scisto e i loro resti altamente alterati formano i letti di carbone che sono stati così importanti per Ohio.
Fossili di vertebrati sono stati trovati in rocce marine e non marine in Ohio., Il calcare marino e lo scisto contengono denti e spine di pinne di squali e pesci simili a squali e denti e squame di pesci ossei. Rocce non marine, principalmente laghi associati a paludi costiere, conservano resti di squali d’acqua dolce e pesci ossei, ed elementi scheletrici dei primi anfibi e rettili. Uno di questi depositi, noto come Linton, nella contea di Jefferson, ha prodotto numerosi fossili di pesci, anfibi e rettili dalla metà del 1800. Altri depositi hanno prodotto insetti fossili tra cui grandi scarafaggi e ragni squisitamente conservati.,
Le rocce della Pennsylvania nell’Ohio orientale sono state a lungo le più importanti economicamente per lo stato. I primi coloni scoprirono vasti giacimenti di carbone bituminoso, minerali di ferro di bassa qualità, calcare, argilla, scisto e arenaria. La presenza di queste rocce ha stimolato l’industrializzazione dello stato. Il carbone prodotto nello stato è valutato a più di million 600 milioni all’anno e viene estratto con metodi sia di superficie che sotterranei. La produzione è diminuita dopo 1970 come standard di aria pulita erano difficili da soddisfare per il carbone Ohio a causa di un alto contenuto di zolfo in questi depositi., Le tecnologie a carbone pulito che rimuovono lo zolfo e altre impurità hanno reso il carbone dell’Ohio più desiderabile come combustibile per generare elettricità. I letti di carbone che attualmente hanno una produzione significativa sono Clarion, Middle Kittanning, Lower Freeport, Pittsburgh e Meigs Creek.
La fine del periodo della Pennsylvania fu caratterizzata da un clima secco, dalla graduale scomparsa delle vaste paludi di carbone costiere e dai cambiamenti nelle piante e negli animali. Questi cambiamenti furono causati dall’assemblaggio del super-continente, Pangea, e dal ritiro dei mari poco profondi dalle aree continentali interne.