地球の年齢
87 Sr 86 Sr = ( 87 Sr 86 Sr ) 0 + 87 Rb 86 Sr ( e λ t − 1 ) {\displaystyle {\frac {{}^{87}{\hbox{Sr}}}{{}^{86}{\hbox{Sr}}}}=\left({\frac {{}^{87}{\hbox{Sr}}}{{}^{86}{\hbox{Sr}}}}\right)_{0}+{\frac {{}^{87}{\hbox{Rb}}}{{}^{86}{\hbox{Sr}}}}(e^{\lambda t}-1)} ...(6)
として、Sr / Sr および Rb / Sr の測定値を代入する。この式には、t と (Sr / Sr)0 という2つの未知数が含まれているため、岩石の年代 t を求めるには、2個の試料で測定して2つの式を作る必要がある。実際に式から求める際には、複数の測定値をグラフ上にプロットし、その傾きから年代を求めるアイソクロンと呼ばれる方法がとられている。
このような放射年代測定によって求めた地球上の物質のうち、古いものでは、オーストラリア西部で採集された44.04±0.08億年前のジルコンが存在する。ただし地球上の物質は、火山活動の影響などによって絶えず変成を繰り返しているため、地球誕生時の姿をそのまま残している物質を見つけ出すのは不可能に近い。
そこで、地球に落下した隕石の年代から地球の年齢を求める方法がとられている。隕石の安定同位体の組成は、地球の組成とほとんど変わらないため、隕石と地球は同じ元素合成反応でつくられたと考えられている。つまり、隕石の年齢は地球の年齢と同じとみなせる。そのため、隕石に放射年代測定を導入することで地球の年齢が求められている。この方法により、現在では地球の年齢はおよそ45億年ないし46億年と考えられている。
『地質学原理』が広がることで、地質学者の間ではハットンやライエルの考え方が一般的になってきた。しかし物理学者の中には、地質学者の主張に異を唱えるものも現れた。その代表がウィリアム・トムソン(ケルヴィン卿)である。
トムソンは1862年の論文で、斉一説に次のように反論した。原初の地球は今よりももっと熱い星だった。したがって地球の火山活動なども昔の方が活発であるはずで、現在と同じ活動が過去にも同じ規模で繰り返されたとするのは不適切である。ライエルは『地質学原理』において、地球内部では化学反応によって熱が生み出され、その熱による熱電流によって化合物が分解され、それがまた化学反応して熱に変わるという工程が繰り返されると主張しているが、それは永久運動であって熱力学の基本法則に反する。
そしてトムソンは同論文で、具体的に地球の年齢を計算した。方法は、地球が冷却されるまでの時間を求めるというものである。この計算には、地面の深さに応じた温度の変化率、岩石の熱伝導率、地球内部の初期温度の3つの値が必要になる。このうち温度の変化率は、平均で50フィート(27.4メートル)深くなると1°C上昇することが知られていた。熱伝導率は自分で測定して求めた。残りの初期温度は直接求めることができない。そこでトムソンは、地球が固体化した時点では、地球の温度はどこでも同じであると仮定した。その仮定のもとでは、地球内部の初期温度は岩石の融点と同じになる。こうして3つの値を手に入れたトムソンは、計算の結果、地球の年齢を9800万年、不確定要素を考慮に入れると2000万年から4億年の間と見積もった。
さらにトムソンは、太陽の年齢も計算した。
14世紀後半になると、ヨーロッパでペストが大流行し、2500万人ともいわれる死者を出した。また、1378年に起こったローマ教会の大分裂などの出来事も相まって、世界の終わりは近いという思いが広まっていった。
さらに16世紀には宗教改革が起こり、旧来の教会に対する批判が高まった。そしてプロテスタントは教会批判のよりどころとすべく、聖書を注意深く読むようになり、批判を受けたカトリックも同様に聖書を読むようになった。
こうして人々の聖書や歴史への関心が高まった結果、聖書から地球の年齢を求める動きが再びさかんになった。マルティン・ルターは聖書を元に、天地創造の年を紀元前4000年とした。ジェームズ・アッシャーは年代紀を出版し、その中で天地創造の年を紀元前4004年10月23日前夜(土曜日)と記述した。この紀元前4004年という数字は欽定訳聖書にも注釈として書き加えられたため、英語圏の人々には広く知れわたるようになった。欽定訳聖書の記述は19世紀まで残った。また、ケンブリッジ大学副総長のジョン・ライトフット(英語版)は天地創造を紀元前3928年として、アダムは午前9時に誕生したと求めた。
しかしこのように聖書の日付を文字通りにとらえることには批判もあった。これは、インドや中国では自分たちより古い歴史を持っているがノアの方舟での洪水などについて記録されていないということが、実際にそこに出向いた宣教師たちによって伝えられたことも原因としてあげられる。また、神の時間を人間の時間と一緒に扱ってはならないとの主張も見られた。たとえばイマヌエル・カントは1754年、「特定の時間内に経過した人間の一連の世代を、神の偉大なる創造物の年齢を測る尺度として用いようとするのは、最大の過ちである」と記している。
古代、地球の年齢について語るのはごく一部の人々に限られた。というのも、古代に伝えられていた様々な神話では、この世界は永遠で、誕生と死を繰り返し、地球も何度も再生するという考え方が多くを占めていたからである。たとえば古代インドでは、約90億年ごとに世界が生まれ変わると考えられていた。古代ギリシャのストア派も、世界はやがて滅びまた再生されると考えた。またアリストテレスは、世界は滅びることなく永遠に続くと考えた。
その中で例外的にキリスト教の世界では、天地創造からアダムとイヴの誕生、さらにそこから最後の審判に至るまで、繰り返されることのない直線状の歴史が語られている。そのためキリスト教徒の中から、旧約聖書の創世記を元に地球の年齢を計算する人物が現れはじめた。最初にこれを実行したとされているのがアンティオキアの第6代主教テオピロスである。テオピロスは169年、この方法によって地球創世は紀元前5529年と計算した。また、ユリウス・アフリカヌスは、キリストの誕生を天地創世から5500年後とし、現在の地球はそこから500年続くと計算した。