Η ραδιομετρική χρονολόγηση είναι μια μέθοδος με την οποία μπορεί να προσδιοριστεί η ηλικία υλικών όπως τα πετρώματα. Η διαδικασία βασίζεται στο γεγονός ότι ορισμένα άτομα διασπώνται ή μετασχηματίζονται με μετρήσιμο ρυθμό με την πάροδο του χρόνου, πράγμα που σημαίνει ότι η ηλικία μπορεί να καθοριστεί με τον υπολογισμό του ρυθμού διάσπασης από ένα δείγμα. Η εφεύρεση της ραδιομετρικής χρονολόγησης ήταν ένα κρίσιμο βήμα στη διαδικασία που καθόρισε την ηλικία της Γης, ένα ερώτημα που προβλημάτιζε τους επιστήμονες για αιώνες πριν φτάσουν τελικά σε ένα ευρέως αποδεκτό αποτέλεσμα τον 20ό αιώνα.
Η ανακάλυψη της ραδιομετρικής χρονολόγησης αποδίδεται σε μεγάλο βαθμό στον Έρνεστ Ράδερφορντ, έναν Βρετανό επιστήμονα που άρχισε να ενδιαφέρεται για τη μελέτη της ραδιενέργειας στα τέλη του 19ου αιώνα. Η ραδιενέργεια μόλις πρόσφατα εισήχθη στην επιστημονική κοινότητα, κυρίως μέσω της εργασίας της Μαρί και του Πιέρ Κιουρί. Ο Ράδερφορντ, μαζί με αρκετούς συνεργάτες, ανακάλυψε ότι ορισμένα ραδιενεργά ισότοπα, τα οποία είναι στοιχεία με άνισο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων, διασπώνται από μια ασταθή έκδοση σε μια σταθερή. Η ραδιομετρική χρονολόγηση θα μπορούσε να καθορίσει την ηλικία ενός δείγματος μετρώντας πόσο χρόνο χρειάστηκαν τα μισά άτομα σε ένα δείγμα για να μετατραπούν στη σταθερή έκδοση. Αυτή η μέτρηση έγινε γνωστή ως η ημιζωή και αποτελεί τη βάση της ραδιομετρικής χρονολόγησης.
Η ραδιομετρική χρονολόγηση αναφέρεται μερικές φορές ως χρονολόγηση άνθρακα, επειδή μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μορφές χρονολόγησης μετρά τον χρόνο ημιζωής του άνθρακα-14, ενός ισοτόπου άνθρακα με έξι πρωτόνια και οκτώ νετρόνια. Η χρονολόγηση με άνθρακα, ωστόσο, είναι ακριβής μόνο για απολιθώματα και πετρώματα ηλικίας κάτω των 50,000 ετών. Άλλοι υπολογισμοί ημιζωής γίνονται για παλαιότερα δείγματα, χρησιμοποιώντας μια ποικιλία διαφορετικών ισοτόπων, συμπεριλαμβανομένου του καλίου και του ουρανίου.
Μία από τις μεγαλύτερες ανησυχίες σε αυτή τη μέθοδο χρονολόγησης είναι η μόλυνση. Προκειμένου ένα δείγμα να μετρηθεί με ακρίβεια, τα ασταθή μητρικά και σταθερά θυγατρικά ισότοπα δεν μπορούν να έχουν εισέλθει ή να έχουν αποχωρήσει από το δείγμα μετά τον αρχικό σχηματισμό του υλικού. Δεδομένου ότι η μόλυνση είναι ένα τόσο κοινό ζήτημα, είναι συνήθης πρακτική να δοκιμάζονται πολλά διαφορετικά δείγματα ενός υλικού προκειμένου να φτάσουμε σε ένα ακριβές εύρος.
Η πρώτη πραγματικά ακριβής μέτρηση της ηλικίας της Γης έγινε από έναν γεωχημικό ονόματι Clair Patterson στα τέλη της δεκαετίας του 1940. Η ιδιοφυΐα του Patterson συνειδητοποίησε ότι οι καλύτερες δυνατές εκτιμήσεις για την ηλικία της Γης θα μπορούσαν να γίνουν με τη χρήση ραδιομετρικής χρονολόγησης σε μετεωρίτες, καθώς οι μετεωρίτες χρονολογούνται από τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος και έτσι δημιουργήθηκαν περίπου την ίδια εποχή γέννηση της Γης. Μετρώντας τον χρόνο ημιζωής του ουρανίου σε μετεωρικά δείγματα, ο Πάτερσον κατέληξε σε εκτίμηση 4.5 δισεκατομμυρίων ετών τη δεκαετία του 1950, που παραμένει ο πιο ευρέως αποδεκτός αριθμός στον 21ο αιώνα.