Les roches ordinaires qui inondent notre vision quotidienne, comment l'âge de ces roches est-il révélé ? Pendant longtemps, les géologues ne pouvaient déterminer que les relations relativement anciennes et récentes entre les différentes roches, mais ne pouvaient pas connaître avec précision leur âge précis - la méthode de recherche utilisée à l'époque était connue sous le nom de géochronologie relative. La chronologie géologique relative s'appuie principalement sur les strates, les roches, les paléontologies et le paléogéomagnétisme. Selon les caractéristiques de la séquence stratigraphique et de la structure sédimentaire, il est possible de distinguer quelles formations rocheuses se sont formées plus tôt et quelles se sont formées plus tard ; les fossiles biologiques préservés dans différentes stratigraphes sont différents, et selon l'ordre d'évolution des organismes, il est possible de distinguer la séquence successive des dépôts stratigraphiques ; Certaines formations rocheuses avec des roches ou des minéraux spéciaux peuvent être utilisées comme marqueurs pour déterminer l'âge géologique relatif, par exemple, le quartz magnétique en forme de bande ne s'est formé qu 'il y a 18 milliard d'années et il y a 800 à 700 millions d'années.
La chronologie géologique relative ne peut pas connaître l'âge exact des roches, de sorte qu 'elle a des limites qui ne peuvent pas être ignorées. En outre, les méthodes de stratigraphie et de biofossiliation visent principalement les roches sédimentaires, mais les deux autres roches, les roches ignées et les roches métamorphiques, ne sont pas produites sous forme de stratigraphie, et il est beaucoup plus difficile de déterminer leur vieillesse relative. Jusqu 'au début du XXe siècle, lorsque la chronologie géologique relative est entrée dans une telle période de goulot d'étranglement, la grande percée en physique a apporté une nouvelle lumière à la géologie - la chronologie géologique absolue est née. La chronologie géologique absolue est essentiellement la chronologie radioisotopique. Un isotope est un type d'atomes avec le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons dans le noyau d'un même élément, qui occupent une position commune dans le tableau périodique. Certains isotopes sont instables et peuvent émettre spontanément une variété de rayons, appelés radioisotopes. En émettant divers rayons, ces isotopes se désintègrent en d'autres isotopes, comme le potassium en argon. Tous les isotopes radioactifs suivent une loi : la vitesse à laquelle les isotopes radioactifs avant la désintégration se transforment en nouveaux isotopes n'est que proportionnelle au nombre d'atomes d'origine ; plus intuitivement, le temps (demi-vie) nécessaire pour que le noyau d'un certain élément radioactif se désintègre, peu importe le nombre d'atomes, tant qu 'il ne reste que la moitié de la quantité, est inchangé.
Les roches et les minéraux contenus dans les éléments chimiques sont des traces d'isotopes radioactifs, si la teneur en nouveaux isotopes produits par un certain isotope radioactif dans l'échantillon et sa désintégration est connue, en fonction de leurs proportions et du temps de demi-vie connu, il est équivalent à voir le temps affiché par l'horloge isotopique, qui peut être calculée avec précision l'âge de la formation de la roche. Le principe semble simple, mais il y a une garantie de base - au cours de la longue période de l'histoire géologique, l'isotope dans les roches et les minéraux ne change naturellement que par désintégration, sans perte et ajout. En d'autres termes, les géologues doivent trouver une « boîte » très bien scellée dans la roche pour s'assurer que les isotopes radioactifs à l'intérieur ne sont pas affectés par l'extérieur pendant de longues périodes historiques. Après de nombreuses années d'expériences et de recherches, les scientifiques ont trouvé certains minéraux avec une bonne propriété d'étanchéité, qui peuvent bien préserver les informations radioisotopiques dans les roches et existent en grande quantité dans les roches magmatiques et métamorphiques formées à différentes périodes, telles que le zircon, l'onite, la biotite, etc.
À l'heure actuelle, les systèmes de désintégration isotopique couramment utilisés par les géologues pour déterminer l'âge des roches comprennent l'uranium-thorium - plomb, le samarium-néodyme, le rubidium-strontium, le potassium-argon et le carbone - 14. Par exemple, le système de désintégration uranium-thorium a une longue demi-vie, ce qui convient à la détermination des roches anciennes âgées de centaines de millions d'années ; le carbone - 14 a une demi-vie de seulement plus de 5000 ans, ce qui est utilisé pour déterminer l'âge des roches plus jeunes. Ainsi, les scientifiques peuvent sélectionner les minéraux appropriés et dater une grande variété de roches en utilisant un système de désintégration isotopique raisonnable.