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アルゴン-アルゴン（または40Ar / 39Ar）年代測定は、カリウム-アルゴン（K/Ar）年代測定の精度に取って代わるために考案された放射年代測定法です。従来の方法では、カリウムとアルゴンを別々に測定するためにサンプルを2つに分割する必要がありましたが、新しい方法では、 1つの岩石片または鉱物粒子のみが必要で、アルゴン同位体の単一の測定を使用します。40Ar / 39Ar年代測定は、原子炉からのニュートロン照射を利用して、安定型のカリウム（39K）を放射性同位体39Arに変換します。既知の年代の標準試料を未知のサンプルと同時に照射すれば、アルゴン同位体の単一の測定を使用して40K / 40Ar *比を計算し、それによって未知のサンプルの年代を計算することができます。40 Ar* は放射性起源の40 Ar、すなわち40 Kの放射性崩壊によって生成された40 Ar を指します。40 Ar* には、表面に吸着した、または拡散によって受け継がれた大気中のアルゴンは含まれません。その計算値は、36 Ar (大気起源であると想定される)を測定し、大気ガス中に40 Ar が36 Arに対して一定の比率で存在すると仮定することによって導き出されます。
試料は一般的に粉砕され、鉱物の単結晶または岩石の破片が手作業で選別されて分析されます。次に、これらの試料に放射線を照射し、(np)反応39 K(n,p) 39 Arを介して39 Kから39 Ar を生成します。その後、試料はレーザーまたは抵抗炉を介して高真空質量分析計で脱ガスされます。加熱により鉱物（または複数の鉱物）の結晶構造が劣化し、試料が溶融すると、閉じ込められていたガスが放出されます。放出されるガスには、二酸化炭素、水、窒素などの大気ガスや、地質学的時間スケールで通常の放射性崩壊によって生成されたアルゴンやヘリウムなどの放射性ガスが含まれる場合があります。40 Ar* の存在量は試料の年代とともに増加しますが、増加率は40 Kの半減期である 12億4800万年とともに指数関数的に減少します。
試料の年齢は、年齢方程式によって与えられる。
ここで、 λは40Kの放射性崩壊定数（約5.5 × 10⁻¹⁰年⁻¹、半減期は約12億5千万年に相当）、JはJ因子（照射プロセスに関連するパラメータ）、Rは40Ar */ 39Ar比である。J因子は照射プロセス中のニュートロン照射のフルエンスに関係しており、ニュートロン粒子の密度が高いほど、密度が低い場合よりも多くの39K原子が39Arに変換される。
40 Ar/ 39 Ar法は相対年代のみを測定します。40 Ar/ 39 Ar法で年代を計算するには、未知の試料と既知の年代の標準試料を照射してJパラメータを決定する必要があります。この（一次）標準は最終的に40 Ar/39 Ar法では決定できないため、まず別の年代測定法で決定する必要があります。一次標準の年代測定に最も一般的に使用される方法は、従来のK/Ar法です。[ 1 ]使用する標準を較正する別の方法として、天文チューニング（軌道チューニングとも呼ばれる）があり、これはわずかに異なる年代になります。[ 2 ]
40Ar / 39Ar年代測定法の主な用途は、変成鉱物および火成鉱物の年代測定です。40Ar / 39Ar法では、通常、鉱物が閉鎖温度を超えて冷却された時期を年代として反映するため、花崗岩の貫入年代を特定することはできません。しかし、閉鎖温度を超えていない変成岩の場合、年代は鉱物の結晶化の年代を示す可能性が高いです。40Ar / 39Ar法では、断層系の運動の年代測定も可能です。鉱物によって閉鎖温度は異なり、黒雲母は約300℃、白雲母は約400℃、角閃石は約550℃です。したがって、これら3種類の鉱物すべてを含む花崗岩は、これらの閉鎖温度を超えて冷却される過程で、3つの異なる「年代」を記録します。このように、結晶化年代は記録されませんが、この情報は岩石の熱履歴を構築する上で依然として有用です。
鉱物の年代測定は岩石の年代情報を提供する可能性があるが、いくつかの仮定を置く必要がある。鉱物は通常、閉鎖温度以下に冷却された最後の時点のみを記録しており、これは岩石が経験したすべての出来事を表しているとは限らず、貫入年代と一致しない可能性がある。したがって、年代測定の裁量と解釈は不可欠である。40 Ar/ 39 Ar 地質年代測定法は、岩石が閉鎖温度を超えて冷却された後もすべての 40 Ar を保持し、分析中にそれが適切にサンプリングされたことを前提としている。
この手法により、K-Ar年代測定法における誤差を検証することができます。アルゴン-アルゴン年代測定法は、カリウムの測定を必要としないという利点があります。最新の分析手法では、結晶の個々の領域を調査することが可能です。この方法は、異なる事象中に形成され冷却された結晶を特定できるため重要です。
アルゴン-アルゴン年代測定法の問題の一つは、他の年代測定法とのわずかなずれである。[ 3 ]クイパーらの研究によると、0.65%の補正が必要である。[ 4 ]そのため、白亜紀-古第三紀絶滅（恐竜が絶滅した時期）は、以前は6500万年前または6550万年前とされていたが、より正確には6600万～6610万年前とされている 。
