Las rocas ordinarias que inundan nuestro horizonte diario, ¿cómo se revela la edad de estas rocas? Durante mucho tiempo, los geólogos solo pudieron determinar las relaciones relativamente antiguas y nuevas entre diferentes rocas, pero no pudieron saber con precisión sus edades específicas, un método de investigación empleado en ese momento conocido como geocronología relativa. La cronología geológica relativa se basa principalmente en estratos, rocas, paleontología y paleomagnética. De acuerdo con las características de la secuencia estratigráfica y la estructura sedimentaria, se pueden distinguir qué estratos rocosos se forman más tempranos y cuáles se forman más tarde.En diferentes estratos, los fósiles biológicos conservados son diferentes.De acuerdo con la secuencia evolutiva de los organismos, se puede distinguir la secuencia de sedimentación estratigráfica.Los organismos globales en el mismo período tienen similitudes, por lo que se pueden comparar estratos globales. Algunas formaciones rocosas con rocas o minerales especiales pueden usarse como marcadores para determinar la datación geológica relativa, por ejemplo, la cuarcita magnética en forma de banda se formó hace solo 1.800 millones de años y hace 800 - 700 millones de años.
La cronología geológica relativa no puede obtener la edad exacta de las rocas, por lo que tiene limitaciones que no pueden ser ignoradas. Además, los métodos estratigráficos y biofósiles se centran principalmente en las rocas sedimentarias, pero los otros dos tipos de rocas, rocas ígneas y rocas metamórficas, en su mayoría no se producen en forma estratigráfica, por lo que es mucho más difícil determinar su antigüedad relativa. Hasta principios del siglo XX, cuando la cronología geológica relativa llegó a un período de cuello de botella, el gran avance de la física trajo un nuevo amanecer a la geología: la cronología geológica absoluta nació. La cronología geológica absoluta es esencialmente la cronología de radioisótopos. Los isótopos se refieren a un grupo de átomos que tienen el mismo número de protones y diferentes números de neutrones en el núcleo del mismo elemento, y ocupan una posición en la tabla periódica. Algunos isótopos son inestables y son capaces de emitir espontáneamente varios rayos, llamados radioisótopos. Al emitir varios rayos, estos isótopos se desintegran en otros isótopos, como el potasio en argón. Todos los isótopos radioactivos siguen una ley: la tasa a la que los isótopos radioactivos antes de la desintegración se transforman en nuevos isótopos es proporcional al número de átomos originales; más intuitivamente, el tiempo (vida media) requerido para que el núcleo de un determinado elemento radioactivo se desintegra, sin importar cuántos átomos haya, siempre y cuando quede solo la mitad de su masa, es constante.
Hay trazas de radioisótopos en los elementos químicos contenidos en las rocas y minerales, si se conoce el contenido de un cierto radioisótopo en la muestra y su desintegración, de acuerdo con su proporción y el tiempo de vida media conocido, es equivalente a ver el tiempo mostrado por el "reloj de isótopos", por lo que se puede calcular con precisión la edad de formación de rocas. El principio parece simple, pero hay una premisa básica que garantiza que durante un largo período de historia geológica, el isótopo en las rocas y minerales solo cambia naturalmente a través de la desintegración, sin ninguna pérdida o adición. En otras palabras, los geólogos deben encontrar una "caja " muy bien cerrada en la roca para asegurar que los isótopos radiactivos en su interior no puedan ser influenciados por el exterior durante un largo período de historia. Después de muchos años de investigación experimental, los científicos han encontrado algunos minerales con buena propiedad de sellado, que pueden preservar bien la información de radioisótopos en las rocas, y existen en gran cantidad en rocas magmáticas y metamórficas formadas en diferentes períodos, como zirconia, monocitita, biomonita, etc.
En la actualidad, los sistemas de desintegración isotópica utilizados por los geólogos para determinar la edad de las rocas incluyen uranio-torio - plomo, samario-neodymio, rubidio-estroncio, potasio-argón y carbono - 14. Las constantes de tiempo para la desintegración de diferentes radioisótopos varían de largas a cortas, por ejemplo, el sistema de desintegración uranio-torio tiene una vida media larga, lo que es adecuado para determinar rocas antiguas de cientos de millones de años de edad; la vida media del carbono - 14 es de solo más de 5000 años, lo que se usa para determinar la edad de rocas más jóvenes. Por lo tanto, los científicos pueden elegir los minerales adecuados y datar una amplia variedad de rocas utilizando un sistema de desintegración isotópica razonable.