L’età della Terra è stata misurata in circa 4,6 miliardi di anni grazie allo studio delle rocce e dei fossili. I fossili sono resti di organismi animali o vegetali sfuggiti alla decomposizione e conservatisi all’interno delle rocce sedimentarie grazie al processo di fossilizzazione, che può essere di tre tipi:
- conservazione diretta di parti di un organismo (mineralizzazione, cioè sepoltura dell’organismo all’interno di sedimenti con sali minerali chimicamente più stabili di quelli dell’organismo stesso, che vengono sostituiti, o carbonizzazione, cioè sepoltura dell’organismo all’interno di sedimenti con batteri che eliminano da esso azoto, idrogeno e ossigeno sostituendoli con carbonio);
- conservazione indiretta di tracce di un organismo (impronte, calchi, segnali di attività all’interno dei sedimenti);
- conservazione integrale di un organismo intero (inclusione nell’ambra o nel permafrost, strato di suolo perennemente ghiacciato, o mummificazione naturale, cioè disseccazione spontanea di tessuti e parti molli a causa di un ambiente particolarmente asciutto o arido).
I fossili e le rocce sono stati utilizzati per sviluppare metodi di datazione relativa e metodi di datazione assoluta.
I metodi di datazione relativa consentono di stabilire la sequenza in cui gli eventi si sono verificati e possono utilizzare tre criteri: il criterio stratigrafico, per cui gli strati di rocce superiori sono stati generati per forza da eventi più recenti rispetto agli strati inferiori (salvo modificazioni indotte dai movimenti tettonici), il criterio paleontologico, per cui l’età di un fossile indica anche l’età della roccia in cui è contenuto, e il criterio litologico, per cui rocce uguali presenti all’interno di una stessa area circoscritta hanno la stessa età.
I metodi di datazione assoluta invece consentono di stabilire il momento in cui un evento si è verificato e la sua durata. Tra questi, i più utilizzati sono i metodi di radiodatazione, basati sulla misura della radioattività residua di rocce e fossili. La radioattività di un isotopo radioattivo di un elemento, infatti, diminuisce progressivamente (decadimento radioattivo) secondo tempi di dimezzamento specifici per ciascun elemento, perciò misurando il rapporto tra la quantità di elemento radioattivo e la quantità di elemento stabilizzato presenti in una roccia si può calcolare l’età di quest’ultima.
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