Ученые могут восстановить историю развития природы на основе изучения пород, окаменелых останков животных и растений, геологических структур.

Жесткий кристаллический фундамент северо-запада Русской плиты сформировался примерно 1 миллиард лет назад. До этого времени здесь были моря, в которых накапливались мощные толщи пород. Затем отложения сминались в складки, внедрялись и изливались на поверхность большие массы магмы и лавы. Возникали и разрушались горы. В конечном итоге после того, как завершились интенсивные тектонические движения, сформировалась холмистая равнина.

На протяжении 300 - 400 миллионов лет территория представляла собой сушу, о чем свидетельствует отсутствие отложений этого времени. Около 600 миллионов лет назад, в конце протерозойской эры, поверхность равнины начала подвергаться трансгрессиям (наступлениям) морей и стал формироваться осадочный чехол плиты.

Трансгрессии морей происходили с северо-запада, где на территории современного Скандинавского полуострова наблюдались интенсивные опускания неустойчивых участков земли. Глубина морских бассейнов изменялась под действием медленных колебательных движений земной поверхности.

В конце протерозоя и начале кембрия на северо-западе Русской равнины существовало мелководное море, в котором накапливались терригенные отложения. Затем море отступило, и обширные трансгрессии были опять в ордовике. В море этого времени накапливались известняки, то есть оно было достаточно глубоким и теплым, здесь жили беспозвоночные животные. К концу ордовика море отступило, в течение силура и первой половины девона был длительный этап континентального развития.

Девонский период имел важное значение для геологического развития территории Псковской области. В среднем девоне началось наступление морей со стороны современных Уральских гор. Сначала море было мелководным. Морские условия неоднократно сменялись лагунными, прибрежными. Затем возник нормальный морской режим. В море накапливались карбонатные породы, жили разнообразные беспозвоночные животные. Появились первые позвоночные - рыбы, среди них двоякодышащие, кистеперые и панцирные. Девонский период часто называют "веком рыб".

К концу девона море начало мелеть и отступать на юго-восток. Морские условия сменялись лагунными, прибрежно-континентальными и континентальными. С конца девона до настоящего времени на северо-западе Русской плиты была суша. Об этом свидетельствует отсутствие морских отложений.