Definition

放射性定年是一种用来确定岩石或化石年代的方法：岩石内部的一些原子会以稳定的速率缓慢转变为其他原子，科学家通过统计有多少原子已经发生转变，从而推算出年代。这种方法依赖于放射性母体同位素以恒定速率衰变为稳定子体同位素的性质；通过测量母体原子与子体原子的比例，并已知半衰期，科学家便可以计算出该物质形成以来经过的时间。碳-14（半衰期为 $5{,}730$ 年）可以测定约 $50{,}000$ 年以内的有机遗骸年代，而钾-40 和铀-238 则可以测定年代长达数百万年乃至数十亿年的火成岩。衰变遵循一级动力学规律，$N = N_0 e^{-\lambda t}$，因此年代可表示为 $t = \frac{1}{\lambda}\ln\left(1 + \frac{D}{N}\right)$，其中 $D$ 是已生成的子体原子数，$\lambda$ 是衰变常数。可靠的定年需要满足自形成以来体系保持封闭，且初始子体含量已知或可忽略不计；等时线法则可以消除对初始子体含量的假设。常用的定年体系包括 $^{238}U \rightarrow ^{206}Pb$（半衰期 $4.47$ 十亿年）、$^{40}K \rightarrow ^{40}Ar$（$1.25$ 十亿年）、$^{87}Rb \rightarrow ^{87}Sr$（$48.8$ 十亿年）以及 $^{14}C \rightarrow ^{14}N$（$5{,}730$ 年）。