La méthode uranium-thorium (²³⁰Th / ²³⁴U)

L'uranium et le thorium sont présents en proportions diverses dans tous les matériaux terrestres. Lors de la formation du carbonate de calcium (calcite), il y a capture de l'uranium 234 et rejet du thorium. On suppose alors qu'au moment de la cristallisation, les cristaux de calcite ne contiennent pas de thorium et qu'il n'y a pas d'échange postérieur avec le milieu extérieur. Le thorium détecté dans les échantillons prélevés sur le terrain provient alors de la désintégration de l' ²³⁴U. Cette évolution complexe s'inscrit dans la filiation radioactive de l'uranium 238, mais elle est théoriquement prévisible. L'uranium 238 (²³⁸U) est à l'origine d'une succession de désintégrations radioactives qui aboutissent finalement au plomb 206 (²⁰⁶Pb) stable. Dans cette filiation radioactive on trouve en particulier les désintégrations suivantes :

La méthode uranium ? thorium consiste à mesurer par des procédés physico-chimiques le rapport ²³⁰Th / ²³⁴U pour en déduire la date de cristallisation. Cette méthode est employée sur les planchers stalagmitiques, en sédimentologie marine, coquillages, ossements ou sur les carbonates continentaux. Les échantillons sont, au préalable thermoionisés par spectrométrie de masse. Le dosage relatif entre ces deux éléments permet d'obtenir des dates pour les périodes allant de 10000 à 350000 ans.