地球の年齢
フランシス・アストンは、同位体の存在が発見されたときから、原子量によって同位体を分離できる質量分析器の開発にたずさわっていた。そして1927年、この装置を使って鉛の3つの同位体Pb、Pb、Pbを同定することに成功した。さらにその後、ウランにはUのほかにUがあり、PbはUが崩壊することで生み出されることが分かった。1936年にはアルフレッド・ニアー(英語版)が、鉛には安定した同位体のPbが存在することを発見した。
ラザフォードはこれを地球の年齢に応用してみた。UはUと比べてはるかに量が少ない。仮に、元々UとUは同じ量だけあって、Uは崩壊速度が速い(半減期が短い)ために割合を減らしていって現在の量になったと考えると、計算上、地球の年齢は34億年となる。しかしラザフォードが出したこの年齢は、不確実な点があったことや、計算結果が当時としては信じられないくらい大きな値だったこともあって、広まることはなかった。
1930年代後半から1940年代前半にかけて、ニアーは様々な地域の岩石の年代測定をおこなった。これまでの研究で、ウランから鉛の崩壊にはU → Pb と U → Pb の2種類あり、2つの崩壊速度は異なることが分かっていた。
ロバート・ストラット(英語版)は、ウランとヘリウムの量から地球の年齢を見積もる方法の欠点を指摘した。ヘリウムは気体なので、分析しているときに空気中に逃げてしまい、すべてのヘリウム量を計れていない。そのため本当の年齢は、この方法で求められる値よりも長いはずである。
1907年、バートラム・ボルトウッド(英語版)は、ウランを含む岩石には大量の鉛が存在していることを発見した。このことから、ウランは放射性崩壊を繰り返し、最終的に鉛になることが明らかになった。
したがって、ヘリウムの代わりに鉛の量を測定することで地球の年齢が求められる。ボルトウッドはこれを測定し、最も古い岩石の年齢としておよそ16億4000万年という結果を得た。一方、ジョージ・ベッカーやジョン・ジョリーのように、こういった大きな値は堆積物の記録から得た値と一致しないとする学者もいた。ジョリーは、放射性崩壊の速度は、昔の方が今より何倍も速かったのではないかと述べた。
物理学者はこういった意見に与しなかったが、ウランと鉛の量から年代を求める方法にも懸念事項があった。この方法では、岩石中の鉛はほぼすべてウランの崩壊でできたものとして計算しているが、仮に岩石中に元から鉛が含まれていたとしたら、本当の年代は求めた値よりも若くなる。