“Dünya kaç yaşında?” sorusu değişik yaklaşım ve hesaplama yöntemleri uygulanarak 19. yüzyıla kadar tartışılmış.
Kimi zaman, okyanus sularının tuzluluğuna dayanan bir hesaplamayla, okyanusların yaşının 800 milyon yıl olduğu ileri sürülmüş, kimi zaman da kumtaşı gibi hızlı çökelen sedimanların tahmin edilebilen toplam kalınlıkları temel alınarak dünyanın 150 milyon yıl yaşında olduğu savunulmuş.
Rahipler ve onların etkisindeki araştırmacılar, yeryuvarının sadece birkaç bin yıl önce yaratıldığını ileri sürmüş, bunu açıklamak üzere “Katastrofizm” teorisini oluşturmuşlar. Bu teoriye göre, kalın tortul kayalar dünya ölçeğinde gerçekleşen Nuh Tufanı sırasında çökelmiş. Bu tufan sırasında ölen organizmaların kalıntıları da tortullar içinde fosil olarak kalmış. Daha sonra, fosillerdeki değişimin bir sıra takip ettiği saptanınca, bu durum artık Nuh Tufanı gibi tek bir sellenmeyle açıklanamaz duruma gelmiş. O zaman, Dünya ölçeğindeki büyük sellenmelerin tümünün eklenmesiyle, dünyanın şiddetli yıkımlar (katastrof) tarafından şekillendirildiği ileri sürülmüş. Katastrofizm teorisini savunan araştırıcılar, dünyanın yaşının en fazla 6000 yıl olduğunu düşünmüşler.
Piskopos Ussher ve onunla birlikte çalışanlar, dünyanın yaratılışını M.Ö. 4004 yılının 23 Ekim günü sabaha karşı olarak hesaplamışlar.
Dünyanın yaşı konusundaki tartışmalar çok uzun yıllar katastrofizm ekseninde devam ederken, kayalarla, bu kayaların oluşum zamanları arasında ilişkinin kurulmasıyla ilk ciddi adımlar atılmaya başlanmış. Bunda, Nicolaus Steno’nun (1638-1686) “Süperpozisyon” ve James Hutton’un (1726-1797) “Tekdüzenlilik ilkesi” (uniformitaryanizm) önemli rol oynamış.
Katastrofizm teorisini savunan araştırıcılar, dünyanın yaşının en fazla 6000 yıl olduğunu düşünmüşler.
Hutton; zamanı tüm jeolojik işlevlerin bir bileşeni olarak belirleyerek, “Günümüz, geçmişin anahtarıdır” tümcesiyle formüle edilen “Uniformitaryanizm” ilkesini kurmuş. Buna göre; depremler, volkanik faaliyetler, buzullaşmalar, heyelanlar, taşkınlar gibi günümüz dünyasını şekillendiren tüm jeolojik süreçlerin geçmişte de işlediği kabul edilmiş. Yani, geçmişte yeri biçimlendiren süreçlerle, bugünkü süreçler aynı.
Hutton; bilinen süreçlerle, yerin geçmişini açıklama çabasında yerin o zamana kadar önerilen yaşların ötesinde çok daha yaşlı olması gerektiği sonucuna varmış.
Dünya’nın yaşı konusu bir anlamıyla, Jeolojik Zaman’ın kurgulanabilmesini de beraberinde getirmiş. Örneğin; Steno’nun ileri sürdüğü ve üst-üste duran tabakalardan oluşmuş bir kaya istifinde, alttaki tabakanın üstte bulunan tabakadan daha yaşlı olduğu prensibine dayanan “Süperpozisyon ilkesi” (1669); kaya tabakalarının ve içerdikleri fosillerin göreceli (kıyaslamalı) yaşlarının belirlenmesi ve böylece jeolojik zamanın kurgulanmasında çok önemli bir adımı oluşturmuş.
Bu anlamda 1756 yılında Johann Gottlieb Lehmann’ın yerkabuğunu oluşturan olayları sınıfladığı çalışması ilk jeolojik zaman cetveli sayılmakta. Lehmann, yerkabuğunu oluşturan olayları “dağ” olarak adlandırdığı bölümlere ayırmış. Her dağ, topoğrafik özellikleri, kaya türleri ve bunların oluşumlarını sağlayan olaylar dizisi olarak birbirinden farklı. Lehmann, buna göre Maden Dağları, Katmanlı Dağlar ve Alüvyal Dağlar olarak üç bölüm oluşturmuş. Lehmann’ın şemasına göre en yüksek dağların çekirdekleri daima en yaşlı kayalardan oluşmakta. Bu dağ çekirdeklerindeki en yaşlı kayalara, aynı zamanda birçok değerli mineral yatağının kaynağı olduğu için “Maden Dağları” adını vermiş. Bu kayaların, yeryuvarının ilk oluşum safhasını temsil ettiğini düşünmüş. Lehmann’ın sınıflamasına göre, Maden Dağlarından dışarıya doğru ve onların üstüne “Katmanlı Dağlar” var. Katmanlı Dağlar, çoğu fosil içeren kireçtaşı, kumtaşı gibi tabakalı tortul kayalardan, bazı kömür ve mermer tabakalarıyla, mineral damarlarından oluşuyor. Lehmann, bu katmanlı kayaların Nuh Tufanı zamanında oluşmuş olabileceğini ileri sürmüş. Lehmann sınıflamasının son bölümünü oluşturan “Alüvyal Dağlar”; volkanik püskürmeler, depremler, fırtınalar, heyelanlar gibi, sellenme sonrası doğal olayları temsil eden az pekişmiş kayalardan oluşuyor.
Lehmann’ın çağdaşı olan Giovanni Arduıno (1760) yerkabuğu kayalarını farklı özelliklerini dikkate alarak birincil (primary), ikincil (secondary) ve üçüncül (tertiary) kayaçlar olarak üç bölüme ayırmış. Birincil kayaçlar, Lehmann’ın “Maden dağları” sınıflamasında olduğu gibi mağmatik ve metamorfik kayaçları içeriyor. İkincil (Secondary) kayaçlar; fosilli kireçtaşı, kiltaşı ve yüksek dağların eteklerinde yüzeylenmiş diğer tortul kayaç türlerinden, Üçüncül (Tertiary) kayaçlar ise alçak dağları ve tepeleri oluşturan az pekişmiş kayaçlardan oluşuyor. Arduino; lavlar ve volkanik kırıntılı tortullardan oluşan volkanik kayaçları üçüncül kayaçların bir alt bölümü olarak göstermiş. İlk kez Arduıno tarafından önerilen Tersiyer terimi farklı bir anlamı ifade etse de, yakın zamana kadar geçerli günümüz zaman çizelgesinde de kullanılmış.
Dünya’nın yaşı sorusuna cevap arayan araştırıcılardan Fransız zoolog Georges Louis de Buffon (1707-1778); yerin ergimiş bir başlangıçtan dereceli olarak soğuduğu varsayımından hareketle deneyler yapmış. Bu deneylerde, değişik çaplarda demir topları eriterek bunların çevrelerindeki sıcaklığa kadar soğumalarını sağlamış, yer büyüklüğünde bir topun soğuma hızını hesaplamış ve dünyanın yaşını 75.000 yıl olarak göstermiş.
Jeolojik zaman cetvelini geliştirmek 19. yüzyılda William Smith öncülüğünde devam etmiştir. Smith, İngiltere’de yaptığı kanal kazıları sırasında, fosillerin kayalar içinde gelişigüzel değil, belli bir sisteme göre yer aldığını, aynı tabaka topluluklarında aynı fosillerin bulunduğunu gözlemlemiş, benzer fosil gruplarını içeren tabakaların aynı yaşta olmaları gerektiği sonucuna varmıştır. Böylece, kaya yaşının içerdiği fosiller yardımıyla belirlenmesi ilk kez Smith tarafından gerçekleştirilmiştir. Aynı dönemin araştırıcılarından Georges Cuvier (1769-1832) ve Alexandre Brogniart (1770-1847)’da fosil içeriklerini temel alarak Paris havzasının kaya gruplarıyla, İngiltere’deki kaya gruplarını karşılaştırmıştır. Bu karşılaştırmalar yapılırken ilkeleri belirlenen kurallar (korelasyon-deneştirme) bir metodoloji olarak günümüzde de geçerliliğini aynen korumaktadır. Ülkeler arasında yapılan bu deneştirmeler giderek kıtalar arasında yapılmaya başlanmış, bu deneştirmelerde, Avrupa’da, Kuzey Amerika’da, Avustralya’da hangi kıtada olursa olsun aynı fosil gruplarını içeren kaya tabakalarının aynı yaşta oldukları temel ilkesi kabul edilmiştir. Böylece tabakalı kayalara yaş verilirken içerdikleri karakteristik fosillerden yararlanılmıştır. Bu ilkede, kaya tabakasının yaşıyla, fosilin yaşı terminolojik olarak aynı şeyi ifade etmektedir.
Smith, İngiltere’de yaptığı kanal kazıları sırasında, fosillerin kayalar içinde gelişigüzel değil, belli bir sisteme göre yer aldığını, aynı tabaka topluluklarında aynı fosillerin bulunduğunu gözlemlemiş, benzer fosil gruplarını içeren tabakaların aynı yaşta olmaları gerektiği sonucuna varmıştır.
1830’da Charles Lyell, “Principles of Geology” (Jeoloji’nin İlkeleri) kitabını yayınlamıştır. Lyell, yeryuvarının çeşitli özelliklerini açıklamak için katastrofik olayları kullanmanın yetersizliğini göstererek, uniformitaryanizm kavramını daha ileri götürmüş, bu kavramın felsefi bir kılavuz olmasını sağlamıştır.
Charles Darwin, “Türlerin Kökeni” kitabında (1859), İngiltere’de bulunan Weald antiklinalinin aşınma hızını temel alarak Kretase’den itibaren 300 milyon yıl geçmiş olması gerektiğini savunmuştur.
1866’da Lord Kelvin, yerin dereceli olarak soğuduğundan hareketle, ısı kaybının ölçülmesiyle yeryuvarının yaşının bulunabileceğini öne sürmüştür. Yer sıcaklığının derinlikle birlikte artması, yerin büyüklüğü gibi parametreleri kullanan Kelvin, yeryuvarının 400 milyon yıldan daha yaşlı ve 20 milyon yıldan daha genç olamayacağını savunmuştur.
1869’da John Wesler Powell, Büyük Kanyon boyunca Colorado nehrinin her iki yanında yüzlek veren kaya tabakalarını inceleyerek, yeryuvarının geçmişiyle ilgili tüm ipuçlarının bu kayalarda gizlenmiş olduğunu ileri sürmüştür. Powell’a göre bu kaya tabakaları İncil’in Vahiy kitabının yaprakları gibidir.
1889’da John Joly, okyanusların tuzluluk değerlerini temel aldığı çalışmasında, okyanusların hacmiyle ilişkilendirerek bir hesaplama yapmış ve okyanusların 90 milyon yıl yaşında olduğunu ileri sürmüştür. Bu hesaplamada okyanus sularının başlangıçta tatlısu özelliğinde olduğu, nehirlerin okyanus sularına taşıdığı çözünmüş tuzlar sayesinde giderek tuzluluğunun arttığı öngörüsünden hareket etmiştir. Okyanus havzaları yerin oluşumundan hemen sonra dolmuş olacağına göre de yerin yaşının okyanusların yaşından biraz daha genç olacağını ileri sürmüştür.
1896’da Antoine Henri Becquerel (1852-1909)’in radyoaktiviteyi keşfetmesinden sonra kayaların mutlak yaşlarının belirlenmesi mümkün olabilmiştir. Radyoaktivitenin keşfi bir yandan kaya ve mineral yaşlarının teorik esaslarla belirlenmesini sağlarken, diğer yandan bu verilere dayanan Jeokronoloji bilim dalının oluşmasına neden olmuştur. Yerkabuğunu oluşturan kayaları sınıflama çabaları devam ettikçe, zamanla daha doğru, daha ayrıntılı ve dünya ölçeğinde uygulanabilir bir jeolojik zaman çizelgesi ortaya çıkmaya başlamıştır. 1900’lü yılların başında Dünya’nın yaşı 2 milyar olarak öngörülürken, 1930’larda artık 3.5 milyar yıldan bahsedilmeye başlanmıştır. Jeokronoloji bilim dalında ilk büyük gelişme Tom Aldrich ve Alfred Otto Carl Nier’in 1946, 47 ve 48’de yayınladıkları çalışmalarla gerçekleşmiştir. Bu çalışmalarla, Potasyum ve Potasyum izotoplarıyla ilgili tüm detaylar ortaya konmuştur.
Nier, 1948 yılında günümüzdeki çoğu modern kütle spektrometresi cihazının prototipi sayılan aleti tasarlayarak, bunun yapısal unsurlarını tanıtmıştır.
1956’da Chicago Üniversitesi’nden Clair Patterson, Ay’dan getirilen taşlar ve yeryüzüne düşen meteorlar üzerinde yaptığı çalışmalarla dünyanın yaşını 4.550 milyar yıl olarak hesaplamıştır. Patterson, Canyon Diablo Göktaşı üzerinde kütle spektrometresi çalışmaları yaparak, kurşun izotop verilerini kullanmıştır. Patterson’un 20 milyon yıl hata marjı koyarak belirlediği bu yaş günümüzde de geçerliğini koruyan yaştır.
William Compston’un bir iyon mikrosondajı yapabilmek için başlattığı iyon optik çalışmaları, 1973 yılında Stewen Clement ile birlikte ilk prototipini tasarladıkları mikroskop analiz tekniklerinin gelişmesini sağlamıştır.
Bunu bilgisayar kontrollü cihazların yapılması izlemiştir. Daha sonra katı hal elektroniği ve vakum teknolojisindeki ilerlemelerle birlikte kütle spektrometresi cihazlarının kullanımı yaygınlaşmıştır. Daha sonra 1980 yılında, hassas izotopik ölçümlerin yapılabildiği iyon mikroskop analizlerinin ilk örnekleri geliştirilmiştir.
