Aunque los seres vivos han vivido en la Tierra durante millones de años, la edad de la Madre Tierra, que lleva muchas vidas, ha sido desconocida, lo que ha desconcertado a los terratenientes con una intensa curiosidad. Si no estamos seguros de la edad de la Tierra, también es difícil entender cómo este planeta una vez caliente y fundido se ha vuelto tan colorido y vibrante paso a paso.
En muchos cuentos mitológicos, la gente atribuye la formación de la Tierra y el universo a los inmensos todopoderosos, por lo que las primeras investigaciones de la edad de la Tierra a menudo se asocian con cuentos mitológicos. En la mitología china, Pangu abrió el cielo y la tierra; los clérigos cristianos creían que Dios creó el mundo en seis días en 4004 aC, y los creyentes que aceptaban las enseñanzas cristianas creían que el libro bíblico del Génesis da una edad confiable de la Tierra.
El primer intento de estudiar la edad de la Tierra por métodos científicos fue el físico británico Halley, quien especuló la edad de los océanos a través de la cantidad de agua del río que repone la salinidad del agua de mar y lo consideró equivalente a la edad de la Tierra. El científico británico Lord Kelvin asumió que la Tierra se originó como una esfera caliente fundida que tardaría entre 20 y 40 millones de años en enfriarse a la temperatura actual. Estas primeras exploraciones útiles, aunque superficiales, al menos le dijeron a la gente que saltara de los grilletes de la Biblia: la edad de la Tierra es mucho mayor que los miles de años. Estos trabajos a menudo tocaron los nervios sensibles de la iglesia cristiana dominante en ese momento, y muchos científicos fueron atacados por la iglesia y se vieron obligados a abandonar estos resultados pioneros de investigación. Por ejemplo, el naturalista y escritor francés del siglo XVIII, Buffon, contra su corazón, abandonó la afirmación de su obra maestra, Historia Natural, de que la formación de la Tierra estaba en contradicción con la historia bíblica.
La medición precisa de la edad de la Tierra por el sistema de datación isotópica se debe a los avances en la física del siglo XX. Los famosos físicos Curie descubrieron que ciertos radioisótopos (por ejemplo, el uranio) pueden liberar partículas y convertirse en nuevos elementos (por ejemplo, el radio), un fenómeno conocido como desintegración radioactiva. Los isótopos emiten una gran cantidad de calor cuando se desintegran, que es la razón principal por la que Lord Kelvin subestimó la edad de la Tierra en ese año. Bajo las condiciones naturales de temperatura y presión de la Tierra, la tasa de desintegración de los radioisótopos es constante, es decir, no se ve afectada ni por las condiciones externas ni por la cantidad de ese elemento. Una vez que se ha medido cuántos radioisótopos (por ejemplo, uranio) y cuántos isótopos (por ejemplo, plomo) se forman en una muestra geológica, y utilizando la velocidad de desintegración determinada por los radioisótopos, se puede calcular con precisión la edad de la muestra, que es el principio básico de la datación isotópica.
Usando métodos de datación isotópica, los geólogos pueden determinar cuándo se formó el magma y las rocas enfriadas en la corteza. Sin embargo, después de que la Tierra pasó por una etapa de mar de magma de alta temperatura en los primeros días, junto con cientos de millones de años de transformación de la superficie, la roca formada inicialmente por la Tierra no se ha encontrado, y ahora la roca expuesta en la superficie de la Tierra es obviamente mucho más joven que la edad de la Tierra. Por lo tanto, la mejor estimación de la edad de la Tierra no se basa en las mediciones de las rocas de la Tierra, sino en los meteoritos.
En los primeros días del sistema solar, también se generaron grandes cantidades de meteoritos junto con la Tierra, que consisten en minerales de silicato y metales de hierro y níquel, y se encuentran principalmente en el cinturón de asteroides entre Marte y Jupiter. Debido a su pequeño tamaño, los meteoritos se enfriaron poco después de su formación, deteniendo su evolución adicional, por lo que registran fielmente la información sobre la formación del sistema solar. Solo se tardaron unos pocos millones de años desde la condensación del material de las nebulosas del sistema solar hasta la formación de la Tierra, lo que es solo un momento corto en relación con la larga historia del sistema solar, por lo que si conocemos la edad de los meteoritos, la edad de la Tierra es evidente por sí misma.
Hay una clase especial de meteoritos que contienen partículas sólidas que se forman por primera vez cuando el material de las nebulosas del Sistema Solar se condensa, por lo que es muy importante para las personas que estudian la edad del Sistema Solar y la Tierra. En los últimos años, algunas personas han medido la edad de estas partículas sólidas por el método de isótopos de uranio-plomo, y los resultados muestran que la edad de estos meteoritos es de 4.568 millones de años.
Se cree generalmente que la Luna fue creada por la colisión de la Tierra primitiva y los planetas primordiales, por lo que se ha pensado que determinar la edad de la Luna también puede especular la edad de la Tierra. El "Programa Apolo" recuperó algunas rocas de la Luna, y después de la determinación, la edad de las muestras de roca lunar más antiguas y los meteoritos coincidieron. De esto se deduce que la edad de formación de la Tierra debería ser un poco más joven que 4.570 millones de años.
Los minerales conservados más antiguos de la Tierra tienen 4.400 millones de años de antigüedad, los océanos y los continentes pueden haber aparecido hace 4.200 millones de años, las rocas conservadas más antiguas se produjeron hace unos 4.000 millones de años, y el sur y el norte de China se unieron hace 230 millones de años. Si se considera la historia de la Tierra como 24 horas, los animales aparecen en las últimas seis horas, los animales terrestres aparecen en las últimas dos horas y media, los reptiles pueden haber aparecido durante media hora, y los antepasados de la humanidad, aparecieron durante solo un minuto o así.