La datazione radiometrica è un metodo con cui è possibile determinare l’età di materiali come le rocce. Il processo si basa sul fatto che alcuni atomi decadono o si trasformano a una velocità misurabile nel tempo, il che significa che l’età può essere stabilita calcolando la velocità di decadimento da un campione. L’invenzione della datazione radiometrica è stata un passaggio cruciale nel processo che ha determinato l’età della Terra, una questione che ha turbato gli scienziati per secoli prima di raggiungere finalmente un risultato ampiamente accettato nel XX secolo.
La scoperta della datazione radiometrica è in gran parte attribuita a Ernest Rutherford, uno scienziato britannico che si interessò allo studio della radioattività alla fine del XIX secolo. La radioattività era stata introdotta solo di recente nella comunità scientifica, principalmente attraverso il lavoro di Marie e Pierre Curie. Rutherford, insieme a diversi collaboratori, ha scoperto che alcuni isotopi radioattivi, che sono elementi con un numero disuguale di protoni e neutroni, decadono da una versione instabile a una stabile. La datazione radiometrica potrebbe determinare l’età di un campione misurando quanto tempo ha impiegato metà degli atomi in un campione per trasformarsi nella versione stabile. Questa misurazione divenne nota come emivita e costituisce la base della datazione radiometrica.
La datazione radiometrica viene talvolta definita datazione al carbonio, perché una delle forme di datazione più comunemente utilizzate misura l’emivita del carbonio-14, un isotopo del carbonio con sei protoni e otto neutroni. La datazione al carbonio, tuttavia, è accurata solo per i fossili e le rocce che hanno meno di 50,000 anni. Altri calcoli dell’emivita vengono effettuati per i campioni più vecchi, utilizzando una varietà di isotopi diversi, tra cui potassio e uranio.
Una delle maggiori preoccupazioni in questo metodo di datazione è la contaminazione. Affinché un campione possa essere misurato con precisione, gli isotopi genitori instabili e figli stabili non possono essere entrati o usciti dal campione dopo che il materiale si è originariamente formato. Poiché la contaminazione è un problema così comune, è pratica standard testare molti campioni diversi di un materiale per arrivare a un intervallo preciso.
La prima misurazione veramente accurata dell’età della Terra fu fatta da un geochimico di nome Clair Patterson alla fine degli anni ‘1940. Il genio di Patterson è stato nel rendersi conto che le migliori stime possibili dell’età della Terra potevano essere fatte utilizzando la datazione radiometrica sui meteoriti, poiché i meteoriti risalgono alla formazione del sistema solare, e quindi sono nati nello stesso periodo del la nascita della Terra. Misurando l’emivita dell’uranio in campioni meteorici, Patterson ha fornito una stima di 4.5 miliardi di anni negli anni ‘1950, che rimane la cifra più ampiamente accettata nel 21° secolo.