長久以來，人們相信地球有一個起源時間。但直到19世紀，隨著地質學的發展，人類才對地球的年齡有了科學的估計。
開爾文的估算
在1862年，著名物理學家開爾文估算出了地球的年齡。開爾文假設地球是從一種完全熔融的狀態開始的，通過估算地表溫度的冷卻時間，就能知道地球形成於何時。根據開爾文的計算，地球應該形成於2000萬至4億年前。
不過，開爾文大幅低估了地球的年齡。因為他沒有考慮到地球內部的另一大熱量來源——放射性熱量。根據目前的估計，在地球內部的熱量來源中，放射性熱量和原始熱量各站一半。另外，地球內部還存在熱對流的現象，這也能夠讓地球溫度的下降速度遠低於開爾文的預估。
直到19世紀末20世紀初，居裡夫婦發現了釙和鐳兩种放射性元素之後，地質學家意識到此前人們都低估了地球的年齡。如果考慮到放射性熱量和熱對流，地球年齡的估計在四十多億年，這已經接近於現代測量結果。
放射性定年法
科學家進一步發現，放射性元素的半衰期非常穩定，不受外界的溫度和壓力的影響，因為這是由原子核自身結構所決定的。於是，利用放射性元素可以精確的測量地質年齡，這種方法被稱為放射性定年法。
理論上，只要知道地球上最古老物體的年齡，就能知道地球的形成時間。在地球上，有一種礦物可以被用來測定地球的年齡，那就是含有鈾、鉛的鋯石。鈾可以衰變為鉛，通過測量鋯石中的鈾鉛同位素比值，就能知道鋯石的年齡，這種方法被稱為鈾鉛測年法。迄今為止，科學家發現的最古老鋯石可以追溯到44億年前，這意味著地球的年齡至少有44億年。
不過，鋯石並非地球上最古老的物體。因為地球形成時是熔融狀態，鋯石是在地球冷卻一段時間之後才形成的，所以地球的實際年齡肯定會超過44億年。
隱藏著早期太陽系信息的隕石
由於地球持續經歷地質變遷，所以很難基於地球上的物質來精確測定它的年齡。但整個太陽系（包括行星、小行星）都是從同一團星雲中形成的，小行星在形成之後迅速冷卻，它們保留了早期太陽系的信息。如果這些小行星墜落到地球上，我們就能通過它們知道地球的形成時間。
由於隕石中主要包含鉛元素，通過鉛鉛測年法，可以準備計算出地球的年齡。在上個世紀50年代，地質學家測量了5萬年前墜落地球的一顆隕石的鉛同位素比值，由此首次得出的地球年齡為45.5億年，這與目前基於多種方法測出的地球年齡相一致。現如今，科學家對地球年齡的最精確估計為45.4億年，不確定度不超過1%。
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