Este fué el primer método deasrrollado para datar rocas bién antiguas. La half-life U-238 es de 4.468 billones de años (la edad estándar de la tierra). U-235 tiene una half-life de 704 millones de años, y Th-232 de 14 billones de años. Cada uno se se descompone en etapas, convirtiendose en otros elementos incluyendo polonio, y finalmente plomo(Pb).

Las distintas clases de isótopos "padres" de plomo producen diferentes isótopos "hijos": U-238 produce Pb-206; U-235 produce Pb-207; Th-233 produce Pb-208. Abundancia de estos isótopos de plomo en una muestra son medidos y comparados con la abundancia de los padres isótopos que permanecen intactos para determinar la edad de la muestra.

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