Các phương pháp xác định tuổi trước đây:
Tuổi Trái Đất do Thiên chúa giáo xác định: Đạo Thiên chúa giáo đã tuyên bố tuổi của TĐ là 5000 năm và 508 năm chúa Jê-su ra đời. Tính đến nay TĐ có tuổi: 5000 + 508 + 2013 = 7521 năm. Cách tính tuổi này không chính xác, các nghiên cứu về cổ sinh vật học cho rằng: sinh vật biến đổi qua rất nhiều thế hệ và khoảng thời gian này không đủ để đưa tới những biến đổi đó.
Tính tuổi Trái Đất dựa vào độ mặn của nước biển: Một số giả thiết cho rằng nước biển ban đầu là nhạt, sau đó nước biển mặn dần lên là do muối từ các sông mang tới sau khi đã rửa qua các đá gốc. Ước tính được số muối chuyển ra biển hàng năm và tổng lượng muối ở biển có thể tính ra được số năm cần thiết để nước biển có thể mặn như ngày nay.
Phương pháp này không chính xác do:
+ Không tính đến những quá trình lí hóa xảy ra trong biển, đặc biệt những quá trình liên quan tới hoạt động sinh sống của sinh vật. Các sinh vật sống trong biển lấy muối trong biển để xây dựng bộ xương và tập trung muối trong cơ thể.
+ Nước biển ban đầu là mặn
+ Qúa trình cung cấp muối còn liên quan tới hoạt động núi lửa và tạo núi dưới biển...
Tính tuổi Trái Đất bằng phương pháp tính tốc độ kết tầng của đá trầm tích: ở một số địa phương vùng Bắc Âu người ta gặp những lớp trầm tích có tính chất kết tầng trong những vùng nước khá yên tĩnh: lớp cát mịn xếp xen kẽ lớp sét mỏng lắng đọng vào mùa đông. Như vậy cứ một cặp cát, sét tương ứng với lớp trầm tích lắng đọng trong một năm. Biết bề dày của một cặp và bề dày tổng cộng tính được số năm hình thành Trái Đất.
Với cách tính này Trái Đất có tuổi là 1.000.000 năm
Cách tính này không chính xác, con số tính toán trên chỉ thể hiện một khoảng thời gian nào đó trong lịch sử phát triển của Trái Đất. Dưới các lớp cát và sét đó là các trầm tích có thành phần và cấu tạo khác nhau hơn nữa không phải ở tất cả mọi nơi đều quan sát thấy cặp cát-sét như vậy.
Tính tuổi bằng phương pháp đồng vị phóng xạ:
Một sự kiện lớn của ngành địa chất trong thế kỷ 20 là khả năng sử dụng tỷ lệ đồng vị phóng xạ để xác định khoảng thời gian mà đá chịu tác động bởi một nhiệt độ cụ thể. Các phương pháp này đo đạc thời gian từ lúc một hạt khoáng vật cụ thể nguội đi ở nhiệt độ kết thúc của nó, tại điểm này các đồng vị phóng xạ khác nhau không còn khuếch tán trong các cấu trúc tinh thể.
Việc sử dụng định tuổi đồng vị đã làm thay đổi các hiểu biết về thời gian địa chất. Trước đây, các nhà địa chất chỉ có thể sử dụng hóa thạch để định tuổi trong các mặt cắt của đá trong mối quan hệ với các mặt cắt khác. Trong khi đó, định tuổi đồng vị, có thể định tuổi chính xác, và tuổi chính xác này có thể được ứng dụng đối với các chuỗi hóa thạch trong các vật liệu đã được định tuổi, đổi từ tuổi tương đối thành tuổi tuyệt đối.
Các nhà địa chất đã dùng phân rã phóng xạ để xác định tuổi của Trái Đất vào khoảng 4,54 tỉ năm (4,5x109) và tuổi của các vật liệu tạo thành hành tinh cổ nhất (các thiên thạch Chondrit kỷ Carbon) là 4,567 tỉ năm.
Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ là một kỹ thuật xác định tuổi của vật liệu, thường dựa trên sự so sánh giữa lượng đồng vị phóng xạ còn lại trong mẫu thử và các sản phẩm phân rã từ các đồng vị này, hay còn gọi là tốc độ phân rã. Đây là nguồn thông tin quan trọng trong việc định tuổi chính xác các đá và các yếu tố địa chất khác bao gồm cả tuổi của Trái Đất, và có thể được sử dụng để định tuổi các vật liệu tự nhiên và nhân tạo. Cùng với các nguyên tắc của địa tầng học, các phương pháp định tuổi bằng phóng xạ được sử dụng để thiết lập niên đại địa chất. Các kỹ thuật được biết đến nhiều nhất như định tuổi bằng đồng vị carbon, định tuổi bằng kali - argon và định tuổi bằng urani - chì. Bên cạnh việc thiết lập niên đại địa chất, nó còn cung cấp thông tin về tuổi của hóa thạch và suy ra sự thay đổi tốc độ tiến hóa. Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ cũng được sử dụng để xác định tuổi của các vật liệu khảo cổ bao gồm cả các đồ tạo tác cổ.
Các phương pháp định tuổi khác nhau cho giá trị khác nhau có độ chính xác khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu được đo đạc.
Phân rã phóng xạ: Tất cả các vật chất thông thường được cấu tạo bởi sự liên kết của các nguyên tố hóa học, mỗi nguyên tố có một số nguyên tử đặc trưng cho số proton trong hạt nhân nguyên tử. Thêm vào đó, các nguyên tố có thể tồn tại ở một vài dạng đồng vị, mỗi đồng vị khác nhau về số lượng neutron trong hạt nhân.
Ví dụ về chuỗi phân rã phóng xạ từ chì-212 (212Pb) thành chì-208 (208Pb). Các đồng vị phóng xạ mẹ phân rã một cách tự nhiên thành các đồng vị phóng xạ con (sản phẩm phân rã phóng xạ) được tạo thành bởi phân rã α hoặc phân rã β−. Sản phẩm phân rã cuối cùng, chì-208 (208Pb), là một đồng vị ổn định và không có khả năng phân rã phóng xạ tự nhiên (hình bên).
.png)
Ngoài các đồng vị thường, các nguyên tố còn có các đồng vị phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ vốn dĩ không ổn định. Do đó, nguyên tử của các đồng vị phóng xạ này sẽ biến đổi một cách liên tục thành một đồng vị phóng xạ khác. Sự biến đổi này có thể diễn ra với nhiều các khác nhau như phân rã phóng xạ, hoặc là phát ra các hạt (thường là các điện tử (phân rã beta), positron hoặc hạt alpha) hoặc bằng sự phân hạch tự nhiên, và hấp thu điện tử.