تاريخ الأرض: مقياس الزمن والطبقات وعمر النصف

بعض الذرات في الصخور مشعة: تتحول إلى ذرات أخرى من تلقاء نفسها بمعدل ثابت لا تغيره الحرارة ولا البرودة ولا الضغط. وفترة عمر النصف (أو عمر النصف) هي الزمن الذي يتحول فيه نصف ذرات العينة. وبعد عمر نصف واحد يبقى ١/٢، وبعد اثنين ١/٤، وبعد ثلاثة ١/٨. فإذا بدأت عينة صخر بـ ٨٠٠ ذرة مشعة وعمر نصفها ١٠٠٠٠ سنة، بقيت بعد ١٠٠٠٠ سنة ٤٠٠ ذرة، وبعد ٢٠٠٠٠ سنة ٢٠٠، وبعد ٣٠٠٠٠ سنة ١٠٠. فإذا وجد العلماء أن ١/٨ فقط بقي فعمر العينة نحو ٣ × ١٠٠٠٠ = ٣٠٠٠٠ سنة. وهذا هو التأريخ المطلق. والنتيجة تقدير جيد لا عمر دقيق، لأن للقياسات أخطاءً صغيرة. وللعناصر المختلفة أعمار نصف مختلفة، من ثوانٍ إلى مليارات السنين، فيختار العلماء ما يناسب عمر ما يدرسونه. ويُستخدم الكربون-١٤ (فترة عمر النصف له نحو ٥٧٣٠ سنة) لبقايا الكائنات التي كانت حية حتى نحو ٥٠٠٠٠ سنة. أما الصخور القديمة جدًا فتُؤرَّخ بعناصر طويلة العمر مثل اليورانيوم، ويُقاس في المعادن وطبقات الرماد البركاني لا في الصخر الرسوبي المحيط بالحفرية؛ ولا يصلح الكربون-١٤ لتأريخ صخور بهذا القدم.