ธรณีวิทยาเชิงเวลาคือวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการกำหนดอายุของหินฟอสซิลและตะกอนโดยใช้ลักษณะเฉพาะที่มีอยู่ในหินเหล่านั้นเอง การหาอายุทางธรณีวิทยาแบบสัมบูรณ์สามารถทำได้โดยใช้ไอโซโทปรังสีในขณะที่การหาอายุทางธรณีวิทยาแบบสัมพัทธ์ได้มาจากการใช้เครื่องมือต่างๆ เช่นธรณีวิทยาสนามแม่เหล็กโบราณและอัตราส่วนไอโซโทปเสถียร การรวมตัวบ่งชี้ ทางธรณีวิทยาเชิงเวลา (และทางชีวธรณีวิทยา ) หลายๆ ตัวเข้าด้วยกันจะช่วยเพิ่มความแม่นยำของอายุที่ได้

ธรณีวิทยาเชิงเวลาแตกต่างจากธรณีวิทยาเชิงชั้น ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวกับการกำหนดอายุของหินตะกอนให้อยู่ในยุคทางธรณีวิทยาที่ทราบแล้ว โดยการอธิบาย จัดทำบัญชีรายชื่อ และเปรียบเทียบกลุ่มซากดึกดำบรรพ์ของพืชและสัตว์ ธรณีวิทยาเชิงชั้นไม่ได้ให้การกำหนดอายุที่แน่นอนของหินโดยตรง แต่เป็นการจัดวางหินนั้นให้อยู่ใน ช่วงเวลาที่ทราบว่ากลุ่มซากดึกดำบรรพ์นั้นดำรงอยู่ร่วมกัน อย่างไรก็ตาม ทั้งสองสาขาวิชาทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิด จนถึงขั้นที่ใช้ระบบการตั้งชื่อชั้นหิน (ชั้นหิน) และช่วงเวลาที่ใช้ในการจำแนกชั้นย่อยภายในชั้นหิน เดียวกัน

วิทยาศาสตร์ด้านธรณีวิทยาเชิงเวลาเป็นเครื่องมือหลักที่ใช้ในสาขาวิชาลำดับชั้นทางธรณีวิทยาซึ่งพยายามหาอายุที่แน่นอนของกลุ่มซากดึกดำบรรพ์ทั้งหมด และกำหนดประวัติทางธรณีวิทยาของโลกและวัตถุนอกโลก

โดยการวัดปริมาณการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีที่มีครึ่งชีวิต ที่ทราบ นักธรณีวิทยาสามารถกำหนดอายุที่แน่นอนของวัสดุต้นกำเนิดได้ ไอโซโทปกัมมันตรังสีจำนวนหนึ่งถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ และขึ้นอยู่กับอัตราการสลายตัว จะถูกนำมาใช้ในการหาอายุของยุคทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน ไอโซโทปที่สลายตัวช้ากว่าจะมีประโยชน์สำหรับช่วงเวลาที่ยาวนานกว่า แต่มีความแม่นยำน้อยกว่าในหน่วยปีที่แน่นอน ยกเว้นวิธีการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีเทคนิคส่วนใหญ่เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการวัดการเพิ่มขึ้นของความอุดมสมบูรณ์ของ ไอโซโทป กัมมันตรังสีซึ่งเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสีต้นกำเนิด^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}สามารถใช้วิธีการหาอายุด้วยรังสีสองวิธีขึ้นไปร่วมกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น^{[ 5 ]}วิธีการหาอายุด้วยรังสีส่วนใหญ่เหมาะสำหรับช่วงเวลาทางธรณีวิทยาเท่านั้น แต่บางวิธี เช่น วิธีการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีและ วิธีการหาอายุด้วย ^40Ar / ^39Arสามารถขยายไปถึงช่วงเวลาของชีวิตมนุษย์ยุคแรก^{[ 6 ]}และประวัติศาสตร์ที่บันทึกไว้ได้^{[ 7 ]}

เทคนิคที่ใช้กันทั่วไปบางส่วน ได้แก่:

• การหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีเทคนิคนี้วัดการสลายตัวของคาร์บอน-14ในวัสดุอินทรีย์ และสามารถนำไปใช้กับตัวอย่างที่มีอายุน้อยกว่าประมาณ 60,000 ปีได้ดีที่สุด^{[ 8 ] [ 9 ]}
• การหาอายุด้วยวิธียูเรเนียม-ตะกั่วเทคนิคนี้วัดอัตราส่วนของไอโซโทป ตะกั่วสองชนิด (ตะกั่ว-206 และตะกั่ว-207) ต่อปริมาณยูเรเนียมในแร่หรือหิน มักใช้กับแร่เซอร์คอน ซึ่งเป็นแร่ปริมาณน้อย ในหินอัคนีวิธีนี้เป็นหนึ่งในสองวิธีที่ใช้กันมากที่สุด (ร่วมกับการหาอายุด้วยวิธีอาร์กอน-อาร์กอน ) สำหรับการหาอายุทางธรณีวิทยาการหาอายุด้วยวิธีโมนาไซต์เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการหาอายุด้วยวิธี U-Pb ซึ่งใช้ในการหาอายุของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาโดยเฉพาะ การหาอายุด้วยวิธียูเรเนียม-ตะกั่วใช้กับตัวอย่างที่มีอายุมากกว่าประมาณ 1 ล้านปี
• การหาอายุโดยใช้ยูเรเนียม-ทอเรียมเทคนิคนี้ใช้ในการหาอายุของหินงอกหินย้อยปะการังหินปูนและกระดูก ฟอสซิล โดยมีช่วงอายุตั้งแต่ไม่กี่ปีจนถึงประมาณ 700,000 ปี
• การหาอายุด้วยวิธีโพแทสเซียม-อาร์กอนและการหาอายุด้วยวิธีอาร์กอน- อาร์กอน เทคนิคเหล่านี้ใช้ในการหาอายุของหินแปรหินอัคนีและ หิน ภูเขาไฟนอกจากนี้ยังใช้ในการหาอายุ ของชั้น เถ้าภูเขาไฟภายในหรือเหนือ แหล่ง โบราณคดีมนุษย์ด้วย ขีดจำกัดอายุที่น้อยที่สุดของวิธีอาร์กอน-อาร์กอนคือไม่กี่พันปี
• การหาอายุ ด้วยวิธีเรโซแนนซ์สปินอิเล็กตรอน (ESR)

เทคนิคที่เกี่ยวข้องชุดหนึ่งสำหรับการกำหนดอายุของพื้นผิวธรณีสัณฐานที่ถูกสร้างขึ้น ( การหาอายุจากการสัมผัส ) หรืออายุของวัสดุพื้นผิว เดิมที่ ถูกฝัง (การหาอายุจากการฝัง) ^{[ 10 ]}การหาอายุจากการสัมผัสใช้ความเข้มข้นของนิวไคลด์แปลกปลอม (เช่น¹⁰ Be, ²⁶ Al, ³⁶ Cl) ที่ผลิตโดยรังสีคอสมิกที่ทำปฏิกิริยากับวัสดุของโลกเป็นตัวบ่งชี้อายุของพื้นผิว เช่น พัดตะกอน ถูกสร้างขึ้น การหาอายุจากการฝังใช้การสลายตัวของกัมมันตรังสีที่แตกต่างกันของธาตุคอสมิก 2 ชนิดเป็นตัวบ่งชี้อายุของตะกอนที่ถูกฝังเพื่อป้องกันการสัมผัสกับรังสีคอสมิกเพิ่มเติม

เทคนิคการหาอายุด้วยการเรืองแสงจะสังเกต 'แสง' ที่ปล่อยออกมาจากวัสดุต่างๆ เช่น ควอตซ์ เพชร เฟลด์สปาร์ และแคลไซต์ มีการใช้เทคนิคการเรืองแสงหลายประเภทในทางธรณีวิทยา รวมถึงการเรืองแสงที่กระตุ้นด้วยแสง (OSL) การเรืองแสง ด้วยแคโทด (CL) และการเรืองแสงด้วยความร้อน (TL) ^{[ 11 ]}การเรืองแสงด้วยความร้อนและการเรืองแสงที่กระตุ้นด้วยแสงถูกนำมาใช้ในทางโบราณคดีเพื่อหาอายุของวัตถุที่ 'เผา' เช่น เครื่องปั้นดินเผาหรือหินสำหรับทำอาหาร และสามารถใช้สังเกตการเคลื่อนที่ของทรายได้

เทคนิค การกำหนดอายุแบบเพิ่มขึ้นทีละขั้นช่วยให้สามารถสร้างลำดับเหตุการณ์รายปีแบบปีต่อปีได้ ซึ่งสามารถกำหนดให้คงที่ ( เช่นเชื่อมโยงกับวันปัจจุบันและเวลาตามปฏิทินหรือเวลาสุริยคติ ) หรือเปลี่ยนแปลง ได้

• การศึกษาอายุของวงปีจากวงปีของต้นไม้
• แกนน้ำแข็ง
• ไลเคนโนเมตรี
• วาร์ฟส์

ลำดับของขั้วแม่เหล็กโลกโบราณ (โดยทั่วไปเรียกว่าขั้วแม่เหล็กโลกเสมือน) ซึ่งมีอายุที่กำหนดไว้อย่างดีแล้ว ก่อให้เกิด เส้นทาง การเคลื่อนที่ของขั้วที่ปรากฏ (APWP) เส้นทางดังกล่าวถูกสร้างขึ้นสำหรับบล็อกทวีปขนาดใหญ่ APWP สำหรับทวีปต่างๆ สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับขั้วที่ได้ใหม่สำหรับหินที่มีอายุไม่ทราบ สำหรับการหาอายุด้วยแม่เหล็กโลกโบราณ แนะนำให้ใช้ APWP เพื่อกำหนดอายุของขั้วที่ได้จากหินหรือตะกอนที่มีอายุไม่ทราบ โดยเชื่อมโยงขั้วโบราณกับจุดที่ใกล้ที่สุดบน APWP มีสองวิธีในการหาอายุด้วยแม่เหล็กโลกโบราณที่ได้รับการแนะนำ: (1) วิธีเชิงมุม และ (2) วิธีการหมุน^{[ 12 ]}วิธีแรกใช้สำหรับการหาอายุด้วยแม่เหล็กโลกโบราณของหินภายในบล็อกทวีปเดียวกัน วิธีที่สองใช้สำหรับพื้นที่พับที่การหมุนทางธรณีวิทยาเป็นไปได้

ธรณีวิทยาแม่เหล็กกำหนดอายุจากรูปแบบของเขตขั้วแม่เหล็กในชั้นหินตะกอนและ/หรือหินภูเขาไฟ โดยเปรียบเทียบกับมาตราเวลาขั้วแม่เหล็ก มาตราเวลาขั้วแม่เหล็กนี้ได้รับการกำหนดไว้ก่อนหน้านี้โดยการหาอายุจากความผิดปกติของสนามแม่เหล็กใต้ทะเล การหาอายุจากรังสีของหินภูเขาไฟภายในชั้นธรณีวิทยาแม่เหล็ก และการหาอายุจากดาราศาสตร์ของชั้นธรณีวิทยาแม่เหล็ก

แนวโน้มทั่วโลกในองค์ประกอบไอโซโทป โดยเฉพาะไอโซโทปคาร์บอน-13 และสตรอนเทียม สามารถนำมาใช้เพื่อเชื่อมโยงชั้นหินได้^{[ 13 ]}

ชั้นบ่งชี้คือหน่วยทางธรณีวิทยาที่มีอายุเดียวกันและมีองค์ประกอบและลักษณะที่โดดเด่น แม้ว่าจะพบได้ในสถานที่ทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน ก็ยังมีความแน่นอนเกี่ยวกับอายุที่เท่ากันกลุ่มซากดึกดำบรรพ์ ของสัตว์และพืช ทั้งทางทะเลและบนบก ทำให้เกิดชั้นบ่งชี้ที่โดดเด่น^{[ 14 ]}เทฟโรโค รโนโลยี เป็นวิธีการเชื่อมโยงทางเคมีของเถ้าภูเขาไฟ (เทฟรา) ที่ไม่ทราบอายุกับเทฟรา ที่มีลายนิ้วมือทางเคมีและกำหนดอายุแล้ว เทฟรายังมักใช้เป็นเครื่องมือกำหนดอายุในทางโบราณคดี เนื่องจากวันที่ของการระเบิดบางครั้งได้รับการกำหนดไว้อย่างดีแล้ว

การแบ่งชั้นทางธรณีวิทยาจากใหญ่ที่สุดไปเล็กที่สุด:

• กัป
• ยุค
• ระยะเวลา
• ยุค
• อายุ
• โครน

สิ่งสำคัญคืออย่าสับสนระหว่างหน่วยทางธรณีวิทยาและหน่วยลำดับชั้นทางธรณีวิทยา^{[ 15 ]}หน่วยทางธรณีวิทยาคือช่วงเวลา ดังนั้นจึงถูกต้องที่จะกล่าวว่าไทแรนโน ซอรัส เร็กซ์มีชีวิตอยู่ในช่วงปลายยุคครีเทเชีย ส ^{[ 16 ]}หน่วยลำดับชั้นทางธรณีวิทยาคือวัสดุทางธรณีวิทยา ดังนั้นจึงถูกต้องเช่นกันที่จะกล่าวว่าฟอสซิลของสกุลไทแรนโนซอรัสถูกพบในชุดยุคครีเทเชียสตอนบน^{[ 17 ]}ในทำนองเดียวกัน เป็นไปได้โดยสิ้นเชิงที่จะไปเยี่ยมชมแหล่งสะสมของชุดยุคครีเทเชียสตอนบน เช่น แหล่งสะสม เฮลล์ครีกซึ่ง พบฟอสซิล ไทแรนโนซอรัสแต่เป็นไปไม่ได้โดยธรรมชาติที่จะไปเยี่ยมชมปลายยุคครีเทเชียสเพราะนั่นเป็นช่วงเวลา

• ลำดับเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์
  • อายุของโลก
  • อายุของจักรวาล
• การกำหนดอายุตามลำดับเวลา , ลำดับเวลาทางโบราณคดี
  • การหาอายุสัมบูรณ์
  • การหาอายุสัมพัทธ์
  • ระยะ (โบราณคดี)
  • สมาคมโบราณคดี
• ธรณีวิทยาเชิงเวลา
  • อุณหภูมิการปิด
  • มาตราเวลาทางธรณีวิทยา
  • ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก
  • เทอร์โมโครโนโลยี
  • รายชื่อชื่อทางธรณีวิทยา
• ทั่วไป
  • ความสอดคล้องกันของหลักฐานจากแหล่งข้อมูลอิสระที่ไม่เกี่ยวข้องกัน สามารถ "บรรจบกัน" สู่ข้อสรุปที่หนักแน่นได้

• Smart, PL และ Frances, PD (1991), วิธีการหาอายุในยุคควอเทอร์นารี - คู่มือผู้ใช้ คู่มือทางเทคนิคของสมาคมวิจัยควอเทอร์นารี หมายเลข 4 ISBN 0-907780-08-3
• Lowe, JJ และ Walker, MJC (1997), การสร้างสภาพแวดล้อมยุคควอเทอร์นารีขึ้นใหม่ (ฉบับที่ 2) สำนักพิมพ์ Longman ISBN 0-582-10166-2
• Mattinson, JM (2013), การปฏิวัติและวิวัฒนาการ: 100 ปีของธรณีวิทยาอายุ U-Pb Elements 9, 53–57.
• บรรณานุกรมธรณีวิทยาเชิงเวลาบทสนทนา: คลังข้อมูลต้นกำเนิด

• พอร์ทัลข้อมูลธรณีวิทยาและไอโซโทป
• คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยการลำดับชั้นหิน
• BGS Open Data Geochronological Ontologies