תיארוך רדיומטרי
שיטות לתיארוך קצר-טווח

למספר שיטות תיארוך יש טווח קצר ולכן עושים בהן שימוש למחקרים היסטוריים או ארכאולוגיים. אחת הידועות שבהן היא שיטת פחמן-14 (C14).
פחמן-14 הוא איזוטופ רדיואקטיבי של פחמן, עם זמן מחצית חיים של 5,730 שנים (קצר מאוד בהשוואה לשיטות שתוארו). בשיטות תיארוך רדיומטריות אחרות, האיזוטופים הכבדים של אטום האב נוצרו נוצרו בהתפוצצויות סופרנובה של כוכבים שפיזרו חומר דרך הגלקסיה, ושמהם נוצרו כוכבי לכת וכוכבים. האיזוטופים של אטומי האב דעכו מאותו זמן, ולכן כל איזוטופ אב עם זמן מחצית חיים קצר צריך היה לדעוך עד ימינו.
פחמן-14 הוא מקרה יוצא דופן. הוא נוצר ללא הרף באמצעות התנגשויות של נייטרונים, שהם תוצרים משניים של תגובת חלקיקים אנרגטיים מהקרינה הקוסמית, עם חלקיקי חנקן הנמצאים באטמוספירה העליונה. ניתן למצוא עקבות של פחמן-14 בפחמן דו-חמצני אטמוספירי.
יצור חי משיג פחמן מפחמן דו-חמצני במהלך חייו. צמחים משיגים אותו דרך פוטוסינתזה, ובעלי חיים משיגים אותו מעיכול של צמחים ובעלי חיים אחרים. כשיצור חי מת, הוא מפסיק לקלוט פחמן-14 חדש והאיזוטופ הקיים דועך עם זמן מחצית חיים אופייני (5730 שנים). השיעור היחסי של פחמן-14 שנשאר כששאריות היצור נבדקות מלמד על הזמן שעבר מאז מותו של היצור. הגבול של תיארוך באמצעות פחמן-14 הוא בערך 58,000 עד 62,000 שנים.
מספר בדיקות הצלבה של שיטת פחמן 14 עם שיטות תיארוך אחרות נתנו תוצאות עקביות, וכתוצאה מכך הוסקה המסקנה כי שיעור היצירה של פחמן 14 הוא קבוע, בקירוב. אולם, התפרצויות מקומיות של הרי געש או אירועים אחרים שמפיקים כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני יכולים לגרום לירידת הריכוזים המקומיים של פחמן-14 ולתת תאריכים לא מדויקים. השחרור של פחמן-14 לביוספירה כתוצאה מתיעוש שינה גם כן את השיעור היחסי של פחמן-14 במספר אחוזים. גורם נוסף שגרם לעלייה בכמות הפחמן 14 הוא הניסויים הגרעיניים האטמוספיריים שבוצעו במהלך שנות ה-60 המוקדמות. כמו כן, גידול בשטף של רוח השמש או השדה המגנטי של כדור הארץ מעל הערך הקבוע יורידו את כמות הפחמן-14 שנוצרת באטמוספירת כדור הארץ. השפעות אלו מתוקנות על ידי כיול של סקלת התיארוך הרדיו-פחמני.
עוד שיטת תיארוך קצרת טווח מבוססת על התפרקות של אורניום-238 לתוריום-230, חומר עם זמן מחצית חיים של 80,000 שנים. התהליך מלווה על ידי תהליך מקביל, שבו אורניום-235 מתפרק לפרוטקטיניום-231, שלו יש זמן מחצית חיים של 34,300 שנים.
בעוד שאורניום נמס במים, תוריום ופרוטקטיניום אינם נמסים, וכך הם שוקעים באופן בררני בתחתית האוקיינוס, משם נמדדים היחסים שלהם. לשיטה זו יש טווח של כמה מאות אלפי שנים.
מקורות טבעיים של קרינה מהסביבה מחדירות אלקטרונים אל (לדוגמה) חתיכה של כלי חרס, ואלקטרונים אלה מצטברים בפגמים במבנה הגבישי של החומר. חימום של החפץ ישחרר את האלקטרונים הלכודים ויגרום להארה. כשהדגימה מחוממת, בטמפרטורה מסוימת היא תזהר מפליטת האלקטרונים המשתחררים מהפגמים, וניתן לעשות שימוש בהארה זו על מנת להעריך עד גיל הדגימה עד לגבול של 15 אחוזים בקירוב מגילה האמיתי. הגיל של הסלע "מתאפס" כשפעילות געשית ממיסה אותו מחדש והגיל של חתיכת החרס מתאפס על ידי החום של התנור. טמפרטורות טיפוסיות הגבוהות מ-400 מעלות צלזיוס יאפסו את השעון. שיטה זו מכונה הארה חומנית (Thermoluminescence).
שיטת תיארוך עקבות ביקוע גרעיני כוללת בדיקה של פיסת חומר ממורקת על מנת לקבוע את צפיפות סימני "העקבות" שנותרו בו על ידי ביקוע ספונטני של אורניום-238 שהוא האיזוטופ הנדיר של אורניום. תכולת האורניום של דגימה חייבת להיות ידועה, אבל זה ניתן לקביעה על ידי הנחת סרט צילום מעל חתיכת החומר הממורקת, והפצצתו בנייטרונים איטיים. תהליך זה גורם להשראה של ביקוע אורניום-235, בניגוד לביקוע ספונטני המתרחש באורניום-238. עקבות הביקוע הנוצרות על ידי תהליך זה מתועדות בסרט הצילום. ניתן לחשב את תכולת האורניום של חומר ממספר העקבות ומזרם הנייטרונים.
לשיטה זו יש יישומים על טווח רחב של גילאים גאולוגיים. עבור תאריכים של עד מספר מיליוני שנים עושים שימוש טוב בנציצים, טקטיטים (שברי זכוכית שנוצרו מהתפרצויות געשיות) ומטאוריטים. חומרים ישנים יותר יכולים להיות מתוארכים על ידי שימוש בזירקון, אפטיט, טיטניט, אפידוט וגארנט שלהם יש שיעור משתנה של תכולת אורניום. בגלל שעקבות ההתפרקות מתוקנות על ידי טמפרטורות הגבוהות מ-200 מעלות צלזיוס, לשיטה יש מגבלות כמו שיש לה יתרונות. לשיטה זו יש מספר יישומים פוטנציאליים שבאמצעותם ניתן לתת פירוט של ההיסטוריה התרמית של המרבץ.
כמויות גדולות של כלור-36 (שהוא נדיר מאוד) נוצרו על ידי הקרנה של מי ים במהלך הפיצוצים האטמוספיריים של מתקנים גרעיניים בין השנים 1952 ו-1958. זמן השהייה של כלור-36 באטמוספירה הוא שבוע אחד בקירוב. באופן זה, כסמן מאורע במים משנות ה-50 בקרקע ובמי תהום, כלור-36 יעיל עבור תיארוך דגימות מים בנות פחות מ-50 שנה. עושים שימוש בכלור-36 גם בתחומים אחרים של מדע הגאולוגיה, כולל תיארוך קרח ומשקעים.