地質年代学

半減期が既知の放射性同位体の放射性崩壊量を測定することで、地質学者は母物質の絶対年代を確定できます。この目的のために多くの放射性同位体が使用され、崩壊速度に応じて、異なる地質時代の年代測定に使用されます。崩壊速度の遅い同位体はより長い期間に有効ですが、絶対年数では精度が低くなります。放射性炭素法を除いて、これらの技術のほとんどは、放射性親同位体の崩壊生成物である放射性同位体の存在量の増加を測定することに基づいています。 ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} 2つ以上の放射測定法を組み合わせて使用​​することで、より確実な結果が得られます。^{[ 5 ]}ほとんどの放射測定法は地質時代にのみ適していますが、放射性炭素法や^40Ar / ^39Ar年代測定法などの一部の方法は、初期の人類の生活^{[ 6 ]や記録された歴史[ 7 ]}にまで拡張できます。

一般的に用いられる手法には以下のようなものがあります。

• 放射性炭素年代測定法。この技術は有機物中の炭素14の崩壊を測定するもので、約6万年より若い試料に最も適しています。 ^{[ 8 ] [ 9 ]}
• ウラン-鉛年代測定法。この手法は、鉱物または岩石中のウラン量に対する2つの鉛同位体（鉛206と鉛207）の比率を測定します。火成岩中の微量鉱物ジルコンによく用いられるこの方法は、地質年代測定において最も一般的に使用される2つの方法（アルゴン-アルゴン年代測定法と並んで）の1つです。モナザイト地質年代測定法もU-Pb年代測定法の例であり、特に変成作用の年代測定に用いられます。ウラン-鉛年代測定法は、約100万年以上前の試料に適用されます。
• ウラン・トリウム年代測定法。この技術は、鍾乳石、サンゴ、炭酸塩、化石骨などの年代測定に用いられます。測定範囲は数年から約70万年です。
• カリウム-アルゴン年代測定法とアルゴン-アルゴン年代測定法。これらの手法は、変成岩、火成岩、火山岩の年代測定に用いられます。また、古人類遺跡内またはその上に存在する火山灰層の年代測定にも使用されます。アルゴン-アルゴン法の年代測定における若い年代の限界は数千年です。
• 電子スピン共鳴（ESR）年代測定

地形面が形成された年代（露出年代測定）や、かつて表層にあった物質が埋没した年代（埋没年代測定）を決定するための一連の関連技術。^{[ 10 ]露出年代測定では、宇宙線が地球の物質と相互作用して生成されるエキゾチック核種（例： 10Be}、^26Al、^36Cl ）の濃度を、扇状地などの表面が形成された年代の指標として使用します。埋没年代測定では、2つの宇宙線生成元素の放射性崩壊の差を、堆積物が埋没によってさらなる宇宙線照射から遮蔽された年代の指標として使用します。

ルミネッセンス年代測定法は、石英、ダイヤモンド、長石、方解石などの物質から放出される「光」を観測します。地質学では、光刺激ルミネッセンス（OSL）、カソードルミネッセンス（CL）、熱ルミネッセンス（TL）など、多くの種類のルミネッセンス技術が利用されています。^{[ 11 ]}熱ルミネッセンスと光刺激ルミネッセンスは、陶器や調理石などの「焼成」された物体の年代測定に考古学で使用され、砂の移動を観測するためにも使用できます。

アミノ酸年代測定法は、化石中のアミノ酸異性体の比率を測定して年代を決定する年代測定技術です。アミノ酸年代測定法は単独では数値的な年代推定値を出すことはできず、他の年代測定法による場所固有の較正が必要ですが、比較的安価です。^{[ 12 ]} この分析を行うために必要な保存されたタンパク質は、殻を持つ生物で最も容易に見つかるため、この技術は海洋堆積物の調査によく使用されます。^{[ 13 ]}

増分年代測定法を用いることで、年ごとの年代記を作成することができ、それは固定（つまり、現在に紐づけられ、暦時間または恒星時間に連動する）することも、変動させることもできる。

• 年輪年代学
• 氷床コア
• 地衣類測定法
• ヴァーヴ

年代がすでに明確に定義されている一連の古地磁気極（通常は仮想地磁気極と呼ばれる）は、見かけの極移動経路（APWP）を構成します。このような経路は、大きな大陸ブロックに対して構築されます。異なる大陸のAPWPは、年代が不明な岩石から新たに得られた極の基準として使用できます。古地磁気年代測定では、古地磁気極をAPWP上の最も近い点にリンクすることにより、年代が不明な岩石または堆積物から得られた極の年代を測定するためにAPWPを使用することが提案されています。古地磁気年代測定には、（1）角度法と（2）回転法の2つの方法が提案されています。^{[ 14 ]}最初の方法は、同じ大陸ブロック内の岩石の古地磁気年代測定に使用されます。2番目の方法は、構造回転が可能な褶曲領域に使用されます。

古地磁気層序学は、層状の堆積岩や火山岩における磁極帯のパターンを磁極タイムスケールと比較することで年代を決定する手法である。磁極タイムスケールは、これまで海底磁気異常の年代測定、古地磁気層序断面内の火山岩の放射年代測定、および古地磁気層序断面の天文学的年代測定によって決定されてきた。

同位体組成、特に炭素13とストロンチウム同位体の世界的な傾向は、地層を相関させるために使用できる。^{[ 15 ]}

マーカー層とは、同じ年代で、組成や外観が非常に特徴的な地層単位であり、異なる地理的場所に存在していても、年代が等しいことが確実である。海洋および陸上の化石動物群集や植物群集は、特徴的なマーカー層を形成する。^{[ 16 ]}テフロクロノロジーは、未知の火山灰（テフラ）を、地球化学的に指紋が付けられ、年代が特定されたテフラと地球化学的に相関させる方法である。テフラは、一部の噴火の年代が十分に確立されているため、考古学における年代測定ツールとしてもよく使用される。