A mitjan Eocè, fa uns 47 Ma, els Pirineus eren un reguitzell d'illes arrenglerades en direcció est-oest, que emergien entre les aigües que cobrien les conques d'avantpaís d'Aquitània, al nord, i de l'Ebre, al sud. En aquell temps, la Conca de l'Ebre era una extensa badia que s'obria a l'Atlàntic pel Golf de Biscaia i limitava a l'est amb els relleus de la Cadena Costera Catalana, de manera que quedava desconnectada de l'Oceà de Tetis. Flanquejant la Conca de l'Ebre es desenvolupava una plataforma marina detrítica on creixien alguns esculls, alhora que a les desembocadures dels rius que drenaven la Cadena Costera Catalana s'edificaven ventalls al·luvials costers i deltes, les restes dels quals són les muntanyes de Montserrat i Sant Llorenç del Munt. El clima, la circulació de les aigües i la resta de condicionants paleoambientals, afavoriren que  aquelles plataformes fossin colonitzades per foraminífers de vida bentònica típics de l'Eocè mitjà, els nummulits.

A poc a poc, la Conca de l'Ebre s'anava reblint de sediments. Cap a la fi de l'Eocè, fa uns 37 Ma, havia passat de ser connectada amb la mar oberta pel Golf de Biscaia a un règim pràcticament endorreic que afavoria l'evaporació (figura 11). Això va determinar que a les àrees centrals de la conca es dipositessin grans quantitats de sals, mentre que a zones molt localitzades dels marges, encara s'edificaven petites construccions d'esculls coral·lins.

Figura 11: Restitució de la Placa Ibèrica ara fa 37 Ma, cap a finals de l’Eocè

Al mateix temps, les estructures tectòniques que es formaven com a conseqüència de la col·lisió entre Ibèria i Europa prosseguien, estenent-se cap a l'interior de la Conca de l'Ebre i involucrant sediments cada cop més joves. Això provocava, al seu torn, que l'espai ocupat per la Conca de l'Ebre fos progressivament més petit i també que l'àrea emergida de les cadenes de muntanyes en formació fos cada cop més extensa (figura 12) i, com a conseqüència, que augmentés el volum de materials disponibles per a ser erosionats i transportats cap a la conca d'avantpaís.

Figura 12: La configuració de la Terra ara fa uns 35 Ma, a l’Oligocè.

 A principis de l'Oligocè, fa 33 Ma aproximadament, la Conca de l'Ebre, aïllada del Golf de Biscaia i de Tetis, era una depressió sotmesa a un règim continental endorreic, la qual rebia les aportacions dels rius i torrents que drenaven les àrees del nord i del sud, elevades topogràficament per causes tectòniques. En arribar a la plana, aquells rius i torrents dipositaven els seus al·luvions, consistents en enormes quantitats de graves, arenes i argiles, en forma de conjunts de ventalls i de planes al·luvials per les quals serpentejaven alguns rius de llits trenats. A les zones centrals de la conca, relativament allunyades dels fronts de les cadenes de muntanyes, es desenvolupaven pantans i àrees lacustres on es dipositaven margues, carbonats, guixos i de vegades, també, torbes. És en aquests dipòsits on es troben les restes de petits rosegadors, indicatius de la radiació dels mamífers. A les desembocadures dels cursos d'aigua que arribaven en aquells llacs s'edificaven petits deltes. Probablement, el paisatge de les zones centrals de l'actual part catalana de la Conca de l'Ebre devia recordar en alguns aspectes el de la sabana africana actual: llacs poc profunds envoltats de vegetació i àrees temporalment entollades.

Cap a finals de l'Oligocè i principis del Miocè, fa uns 25 Ma, el procés de col·lisió entre les plaques Ibèrica i Europea havia acabat. Els Pirineus, la Cadena Costera Catalana i la Serralada Ibèrica ja tenien la mateixa estructura de plegament que ara i els sediments que formaven els antics ventalls al·luvials, que s'havien dipositat al peu dels fronts muntanyosos dels Pirineus, ara es trobaven plegats dibuixant espectaculars discordances progressives. La Conca de l'Ebre es mantenia en un règim endorreic amb la zona oriental, o Conca Central Catalana, totalment reblerta i ocupada per una extensa plana al·luvial que drenava cap a l'oest, on es mantenien les condicions lacustres. A l'est, l'antic golf de Tetis havia quedat pràcticament desconnectat de la resta de l'oceà i es formà una mar interior, la Paleomediterrània (figura 13).

Figura 13: La configuració de la Terra ara fa 20 Ma ja és molt similar a l'actual. L'extens golf de Tetis ha quedat convertit en una mar interior.

L'acabament del procés de col·lisió entre les plaques Ibèrica i Europea donà lloc que, a partir de l'Oligocè superior, la convergència entre Àfrica i Euràsia passés a manifestar-se més al sud, al límit entre les plaques Ibèrica i Africana. Alhora es desenvolupava un sistema de falles en un context geodinàmic extensional que progressava per l'interior de la Placa Europea des del nord cap al sud, formant valls riftianes a les actuals valls del Rin i del Roine. Aquesta nova situació originà una sèrie d'esdeveniments que havien de determinar la resta dels trets geològics bàsics que configuren l'actual àrea catalana de la Placa Ibèrica.

Les falles que s'havien format a la Cadena Costera Catalana simultàniament amb la formació dels Pirineus actuaren en el nou context tectònic extensiu com a falles normals i generaren profundes fosses tectòniques paral·leles, o també esbiaixades, a l'actual línia de costa. A l'extrem oriental de la Conca de l'Ebre, també es desenvoluparen sistemes de falles normals, si bé en direcció NW-SE. L'evolució dels sistemes de fractures provocà primer l'aprimament de l'escorça continental i la fragmentació de l'extrem oriental de la Placa Ibèrica, de manera que el bloc format per Còrsega, Sardenya i les Balears, s'esqueixà i començà a derivar cap a l'est, en formar-se escorça oceànica al Golf del Lleó i al Solc de València. D'aquesta manera començava, fa uns 20 Ma, la formació de l'actual Mediterrània occidental. Fou llavors que les fosses recentment formades a la Cadena Costera Catalana i a l'extrem oriental dels actuals Pirineus van quedar connectades amb la incipient Mar Mediterrània (figura 14). Immediatament van ser ocupades per una mar soma on es dipositaven sediments clàstics i evaporites i s'hi edificaven també alguns esculls coral·lins.

Figura 14: Reconstrucció paleogeogràfica a mitjan del Miocè.

Al Miocè superior, a l'àrea pirinenca oriental, es va generar un altre sistema de fosses tectòniques que tallà totes les estructures de plegament i d'encavalcaments que s'havien format amb anterioritat, el qual delimità petites conques sedimentàries intramuntanyenques. En les conques de la Seu d'Urgell i la Cerdanya es van formar sistemes de ventalls al·luvials amb àrees pantanoses i lacustres, en un règim endorreic, on es dipositaven sediments fins i torbes. A l'extrem oriental de la Conca de l'Ebre, ara fa uns 10 Ma, es registra l'inici d'un episodi eruptiu bàsic a favor de les falles orientades NW-SE que delimiten la fossa de l'Empordà. De l'activitat volcànica, en resten les colades basàltiques.

Ara fa uns 7 milions d'anys, un succés extraordinari afectà tota la conca mediterrània i les terres emergides que l'envolten: en el Messinià la Mediterrània es va assecar. La major part de l'àrea va quedar convertida en un salí gegantí situat a centenars de metres per sota del nivell de l'Atlàntic. És possible que el paisatge s'assemblés força a una espècie de combinació de triangle dels Àfar amb alguns salares de l'àrea andina i de la conca de la Mar Morta. Aquell canvi brutal en el nivell de base provocà que els rius s'encaixessin molt profundament en les antigues plataformes marines i que l'erosió que produïen a les zones de les capçaleres progressés en direcció al continent (figura 15).

Figura 15: Reconstrucció paleogeogràfica a finals del Miocè

Probablement fou llavors que les capçaleres d'alguns dels torrents que drenaven els relleus de la Cadena Costera Catalana cap a la Mediterrània assoliren la Conca de l'Ebre, tot capturant cursos fluvials d'aquesta i constituint noves conques hidrogràfiques, les del Ter, el Llobregat, el Francolí i l'Ebre. A partir d'aquell moment l'antiga conca d'avantpaís dels Pirineus deixava de ser una conca endorreica i passava a ser tributària de la conca mediterrània. Els sediments eocens i oligocens dipositats a la Conca de l'Ebre durant l'edificació de les cadenes de muntanyes que la delimiten començaren, doncs, a ser erosionats i a convertir-se en l'àrea font de bona part dels materials que rebleixen el Golf de València i la plana abissal del Golf del Lleó.

A l'inici del Pliocè, la connexió entre l'Atlàntic i la Mediterrània s'havia restablert i a mitjan Pliocè, fa uns 3 Ma, el nivell de la mar no tan sols s'havia recuperat, sinó que havia ascendit uns 100 metres per damunt del nivell actual. Prou com perquè algunes àrees de les fosses tectòniques properes a la costa tornessin a ser envaïdes per una mar poc profunda (figura 16).

Figura 16: Reconstrucció paleogeogràfica durant el Pliocè inferior, fa 4 Ma.

A les desembocadures d'alguns rius s'edificaren uns petits aparells deltaics del tipus anomenat de Gilbert i que són molts característics del Pliocè de la Mediterrània. A les vores de la depressió intramuntanyosa de la Selva, es produïen efusions volcàniques basàltiques d'una certa importància.

Durant el Plistocè és quan la Península Ibèrica adquirí la resta de trets geogràfics que li conferiran l'aspecte amb què la coneixem actualment. Des del punt de vista de la geodinàmica interna, a partir de finals del Pliocè, fa uns 2 Ma, començà un període de calma relativa, trencada puntualment per les erupcions volcàniques localitzades a la zona nord-oriental de Catalunya. Però, climàticament, és una època amb molta variabilitat. Després d'un temps de clima benigne, que es mantingué des de finals del Pliocè fins a mitjan Plistocè, des d'ara fa uns 900 000 anys tingueren lloc cinc glaciacions separades per intervals de clima més càlid, els anomenats interglacials (figura 17).

Figura 17: Corbes climàtiques del darrer milió d’anys (Plistocè i Holocè); els nombres parells indiquen cadascuna de les èpoques glacials i els senars els períodes càlids interglacials. Detall de la Taula dels temps geològics.

Durant les èpoques glacials la precipitació de neu superava la fusió estival, i any rere any, s'anaven acumulant grans quantitats de glaç en els casquets polars i a les zones amb relleus més elevats (figura 18). Mentre es mantenien les condicions glacials el volum d'aigua atrapada als casquets polars en forma de glaç provocava que el nivell de la mar davallés unes quantes desenes de metres per sota del nivell actual. Conseqüentment, els cursos d'aigua s'encaixaven fortament en el relleu i dipositaven, a les seves desembocadures, graves i arenes en forma de ventalls costers i deltes. A les zones més altes dels Pirineus es formaven circs i glaceres de vall, les quals acumulaven i transportaven blocs i fragments de roca a les seves morenes, al mateix temps que erosionaven els seus llits, conferint-los la típica secció en U de les valls d'origen glacial. A les àrees amb forts pendents properes a les glaceres, les zones anomenades periglacials, el procés iteratiu de congelació-fusió de l'aigua intersticial de les roques i de l'aigua retinguda en esquerdes i diàclasis en provocava la fragmentació mecànica i la conseqüent acumulació dels blocs i cairells als peus dels vessants en forma de tarteres i de cons de dipòsits de vessant molt característics.

Figura 18: La configuració de la Terra durant les èpoques glacials plistocenes, amb extensos casquets polars

Durant les èpoques interglacials, es fonia una gran part del glaç dels casquets polars, el nivell de la mar ascendia i els cursos d'aigua dipositaven els sediments que transportaven a les vores dels seus llits. Lluny de les àrees glacials, aquells canvis climàtics es reflectien en la formació de sòls i crostes carbonatades damunt dels sediments al·luvials i en l'acumulació periòdica de sediments fins com a loess, que eren transportats pel vent en forma de núvols de pols.

A les zones amb afloraments extensos de roques carbonàtiques, de conglomerats amb els còdols i el ciment carbonàtic o d'altres roques solubles en aigua o en àcid carbònic, es desenvolupaven processos de carstificació que donaren lloc a sistemes de cavernes, avencs i dolines. Algunes d'aquelles dolines van evolucionar cap a veritables àrees lacustres. A la sortida dels sistemes càrstics, les aigües saturades en carbonat càlcic sedimentaven i, en alguns casos, continuen sedimentant actualment, uns precipitats i incrustacions carbonàtiques, els travertins. Els canvis del nivell de base, juntament amb l'acció combinada de dissolució química i abrasió mecànica, provocaren que, en travessar zones constituïdes per carbonats, els cursos fluvials s'encaixessin en el relleu formant estrets i profunds congosts.

Així, durant el Plistocè, l'encaixament de la xarxa de drenatge anava generant uns buits potencials que tendien a reblir-se. La reiteració en el temps de tots els processos esmentats, conduí a la formació de terrasses i ventalls al•luvials esglaonats, a la incisió dels congosts fluvials, a la formació de plataformes d'abrasió marines, a l'establiment de la xarxa fluvial gairebé tal com la coneixem avui dia i, al capdavall, a la definició dels trets bàsics de l'escultura del paisatge actual.

Fa vora de 18 000 anys, tot just després del darrer màxim glacial, el nivell de la mar es trobava situat unes quantes desenes de metres per sota del nivell actual. Les glaceres que cobrien les zones més altes dels Pirineus desapareixien de mica en mica i, en alguns circs i algunes concavitats del perfil longitudinal de les seves valls, es formaven petites conques lacustres, de vegades contingudes per les antigues morenes.

La progressiva disminució de la superfície dels casquets polars, provocà una transgressió marina que negà les terres baixes costeres i les antigues planes deltaiques.

Ara fa 11 500 anys, quan s'inicià l'Holocè, el període geològic actual, el nivell de la mar s'avia anat estabilitzant i es trobava al voltant de 2 metres per damunt de la cota actual. La major part de les planes de l'Empordà, del Besòs, del delta del Llobregat i del delta de l'Ebre es trobaven submergides. Eren badies poc profundes, envoltades de terres baixes al·luvials, de les quals emergien alguns illots. Cap a l'any 1000 a.C., l'acumulació de sediments aportats pels rius havia fet augmentar considerablement les àrees emergides i el seu paisatge consistia en aiguamolls i terres baixes pantanoses. Als assentaments humans, localitzats a la perifèria d'aquelles planes i també en alguns illots, es començaren a desenvolupar l'agricultura i la ramaderia; les restes dels poblats ibers en són un bon testimoni.

Ja en temps històrics, les planes litorals de l'Empordà, del Baix Llobregat i de l'Ebre havien anat creixent amb els al·luvions aportats pels rius, de manera que, cap a l'any 50, la línia de costa es trobava ja bastant pròxima a l'actual (figura 19).

Figura 19: Reconstrucció de la línia de costa, en blau, cap a l’any 50, amb la situació de les principals ciutats romanes al litoral català

Durant l'Edat Mitjana, a causa de conflictes polítics i militars entre nobles veïns, alguns rius, com el curs baix del Ter, foren repetidament desviats. A les zones de muntanya, de forts pendents, l'activitat antròpica va deixar la seva empremta en el paisatge en forma de bancals i terrasses de conreu.

Més tard, al segle XVII, la desforestació de grans àrees de bosc es traduí en un augment considerable de les aportacions dels rius i, en conseqüència, en un increment de la superfície emergida de les planes deltaiques i costeres. El delta de I'Ebre assolí la seva extensió màxima cap a finals dels anys 10 del segle XX. Des de llavors, per raó de la retenció de sediments en els embassaments de la seva conca, el volum de materials del delta roman pràcticament constant. Els sediments disponibles ara són redistribuïts per l'acció dels corrents de deriva litoral, per les onades i, en menor mesura, per les marees, de manera que la silueta del delta de l'Ebre tendeix a ser arrodonida, a l'estil de la del delta del Llobregat. Durant la resta del segle XX el paisatge de Catalunya ha anat evolucionant amb pocs canvis, gairebé tots deguts a l'acció antròpica fins a assolir l'aspecte que podem percebre actualment.

Evolució dels continents i els oceans des del Neoproterozoic fins a l'actualitat. En els mapes, noteu-hi el canvi de posició de les masses continentals i la formació i la desaparició dels oceans que les separen (originals de R. Blakey). El color marró indica l'abast dels cinturons orogènics en les terres emergides; s'hi han situat l'Hercinià i l'Alpí, els dos més importants representats a Catalunya. Les línies vermelles representen les zones de subducció, i les traces grogues, amb la direcció d'extensió indicada per parells de fletxes, la posició de les dorsals oceàniques; en taronja es representa la posició de l'actual Península Ibèrica. És de destacar el desplaçament d'aquesta des de posicions australs, durant el Proterozoic i el Paleozoic, la situació equatorial durant el límit Paleozoic-Mesozoic i la posició meridional durant tot el Mesozoic i el Cenozoic.