Περιεχόμενα Σελίδας: Εισαγωγή στην ραδιοχρονολόγηση Πρώτη μέθοδος:Η ισόχρονη μεθοδολογία χρονολόγησης Δεύτερη μέθοδος: Ραδιενεργός χρονολόγηση ενός παλαιού αστεριού Πρώτη μέθοδος:Η ισόχρονη μεθοδολογία χρονολόγησης Η ισόχρονη χρονολόγηση απαιτεί να έχει γίνει και μια τέταρτη μέτρηση η οποία είναι ο αριθμός πυρήνων ενός διαφορετικού ισοτόπου του θυγατρικού πυρήνα που παράγεται κατά τη ραδιενεργό διάσπαση. Στη συνέχεια θα θεωρήσουμε - όπως άλλωστε γίνεται και στην πράξη για τη χρονολόγηση πολύ παλιών γήϊνων πετρωμάτων - ότι στο ρόλο των πατρικών πυρήνων P έχουμε το Rb-87, στο ρόλο των θυγατρικών πυρήνων D που προκύπτουν από τη διάσπαση του Rb-87 έχουμε το Sr-87, και στο ρόλο του ανεξάρτητου διαφορετικού ισοτόπου Di που δεν προέρχεται από ραδιενεργό διάσπαση, έχουμε το Sr-86. Το Sr-86 λέμε ότι είναι μη ραδιογενές. Ας θεωρήσουμε διάφορα δείγματα από διαφορετικά πετρώματα ενός βράχου, στα οποία κατά τον χρόνο σχηματισμού του βράχου περιέχονταν διαφορετικές αναλογίες των στοιχείων Rb-87 και Sr-86. Αυτό συμβαίνει διότι τα στοιχεία αυτά είναι διαφορετικά από χημική άποψη και συνεπώς αποτέθηκαν διαφορετικά ποσά από αυτά κατά τη χημική διαδικασία σχηματισμού των διαφόρων πετρωμάτων στο βράχο. Συνεπώς η αναλογία Rb-87/Sr-86 έχει διαφορετικές τιμές για διαφορετικά πετρώματα ενός βράχου. Τα στοιχεία όμως Sr-87 και Sr-86 έχουν ίδιες χημικές ιδιότητες και συνεπώς η αρχική τους αναλογία Sr-87/Sr-86 στα διαφορετικά πετρώματα - δείγματα του βράχου αυτού έχει αρχικά την ίδια τιμή. Αν λοιπόν κάναμε τη γραφική παράσταση των τιμών του λόγου Sr-87/Sr-86 στον κατακόρυφο άξονα, σε συνάρτηση με τις τιμές του λόγου Rb-87/Sr-86 στον οριζόντιο άξονα, για την αρχική χρονική στιγμή της δημιουργίας όλων των διαφορετικών δειγμάτων από τον συγκεκριμένο βράχο, αυτή θα είχε τη μορφή της οριζόντιας ευθείας της εικόνας 1.

Με την πάροδο εκατομμυρίων ετών, η ποσότητα του Rb-87 θα ελαττώνεται σε κάθε δείγμα ενώ του Sr-87 θα αυξάνεται κατά ίσο ποσό. Το δε Sr-86 θα παραμένει αναλλοίωτο. Έτσι οι τιμές του λόγου Sr-87/Sr-86 που απεικονίζονται στον κατακόρυφο άξονα θα αυξάνονται, ενώ οι τιμές του λόγου Rb-87/Sr-86 που απεικονίζονται στον οριζόντιο άξονα θα μειώνονται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την μετατόπιση των αρχικών σημείων του διαγράμματος, προς τα επάνω και αριστερά.

Επειδή οι ραδιενεργές διασπάσεις στα διάφορα δείγματα συμβαίνουν αναλογικά, δηλαδή όταν έχει διασπαστεί πχ το 20% των ατόμων του Rb-87 σε ένα δείγμα, θα έχει διασπαστεί το ίδιο ποσοστό και σε κάθε άλλο δείγμα στον ίδιο χρόνο, τα σημεία του διαγράμματος παραμένουν συγγραμικά αλλά σε ευθεία με όλο και μεγαλύτερη κλίση καθώς περνάει ο χρόνος.. Η κλίση μάλιστα της ευθείας παριστάνει τον λόγο των πρόσθετων παραχθέντων πυρήνων Sr-87 προς τους εναπομείναντες πυρήνες Rb-87.

Από την κλίση λοιπόν της ευθείας αυτής παίρνουμε τον λόγο Dnow / Pnow που χρησιμοποιούμε στην εξίσωση προσδιορισμού της ηλικίας του βράχου (Εξίσωση 1).

Αν παρατηρήσουμε λοιπόν ότι τα διαφορετικά σημεία στο διάγραμμά μας που αντιστοιχούν σε διαφορετικά δείγματα τα οποία έχουμε πάρει από τον ίδιο βράχο, είναι συγγραμικά και μάλιστα η ευθεία έχει θετική κλίση, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένας εξαιρετικά ισχυρός συσχετισμός μεταξύ:
1. Του ποσού των πατρικών πυρήνων, δηλαδή του Rb-87 σε κάθε δείγμα, και
2. Του ποσού κατά το οποίο το δείγμα έχει εμπλουτιστεί σε Sr-87 σε σχέση με το Sr-86 που είναι μη ραδιογεννές.

Μια τέτοια ισχυρή στατιστική εξάρτηση, θα σημαίνει ότι το πρόσθετο Sr-87 που συναντάμε σήμερα στα δείγματα προέρχεται από τη διάσπαση του Rb-87 και όχι από άλλους εξωγενείς παράγοντες.

Όταν η μέθοδος αυτή εφαρμοστεί σε βράχους της επιφάνειας της Γης, οι παλαιότεροι βράχοι βρίσκονται να είναι ηλικίας 3,8 δισεκατομμυρίων ετών, όταν εφαρμοστεί για μετεωρίτες, οι παλαιότεροι εξ' αυτών βρίσκονται να είναι  4,56 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτή η καλά καθορισμένη ηλικία θεωρείται ότι είναι και η ηλικία του ηλιακού συστήματος.

Όταν η μέθοδος εφαρμοστεί σε ένα σύστημα που τα συστατικά του αναμίχθηκαν συγχρόνως και εξελίχθηκαν μαζί, όπως είναι το αέριο στο γαλαξία μας, δεν μπορεί να δώσει μεγάλη ακρίβεια.

Ένα πρόβλημα εδώ είναι ότι δεν υπάρχει χημικός διαχωρισμός σε κόκκους διαφορετικών κρυστάλλων, κι έτσι χρειάζεται να γνωρίζουμε τις απόλυτες τιμές των αναλογιών των ισοτόπων αντί για την κλίση ενός γραφήματος.

Αυτό απαιτεί να ξέρουμε ακριβώς την ποσότητα από κάθε ισότοπο που ήταν αρχικά παρόν, κι έτσι απαιτείται ένα ακριβές μοντέλο, για την παραγωγή των στοιχείων στο αρχικό τους στάδιο.

Ένα ζευγάρι ισοτόπων που έχει χρησιμοποιηθεί είναι το Ρήνιο και το Όσμιο: ειδικά το Re-187 που αποσυντίθεται σε Os-187 με ένα χρόνο ημιζωής 40 δισεκατομμυρίων ετών. Μοιάζει σαν το 15% των αρχικών Re-187 να έχει αποσυντεθεί, πράγμα το οποίο μας οδηγεί σε μια ηλικία του σύμπαντος 8-11 δισεκατομμυρίων ετών. Αλλά αυτή είναι ακριβώς η μέση ηλικία σχηματισμού των υλικών στο ηλιακό σύστημα, και κανένα ρήνιο ή όσμιο δεν έχει σχηματισθεί για τα τελευταία 4.56 δισεκατομμύρια έτη.

Κατά συνέπεια για να χρησιμοποιήσουμε αυτήν την ηλικία, προς καθορισμό της ηλικίας του Σύμπαντος, απαιτείται ένα μοντέλο για το πότε έγιναν τα στοιχεία.

Εάν όλα τα στοιχεία έγιναν σε μια έκρηξη αμέσως μετά από το Big Bang, τότε η ηλικία του Σύμπαντος θα ήταν της τάξης των 8-11 δισεκατομμύρια έτη.

Αλλά εάν τα στοιχεία φτιάχνονται συνεχώς με ένα σταθερό ρυθμό, η μέση ηλικία του Σύμπαντος θα ήταν περίπου 11.5-17.5 δισεκατομμύρια έτη (Gyr).