از آنجایی که زمان غیر قابل لمس است، تصور ابعاد زمان نیاز به بصیرتذهنی داشت که طبیعت‌گرایان قرن هفدهم قادر به پذیرش آن نبودند، بنابراین نگرش قرون وسطایی کوتاه بودن زمان دنیوی همچنان باقی ماند. محققین مسیحی آن زمان بطور کلی می‌پنداشتند که سن زمین در حدود 6000 سال است، رقمی که بر اساس قبول نوشته‌های باستانی عبرانی قرار است.

در اوایل قرن بیستم ، « رادرفورد » ( Ruther Ford ) و « هولمز » ( Holmes) در انگلیس و « بولتوود » ( Boltwood )در امریکا دریافتند که تجزیه عناصر ناپایدار جهت تولید ایزوتوپهای رادیوژنیکمی‌توانند برای تعیین سن کانیها و سنگهای پوسته کره زمین مورد استفاده قرار گیرند. ولی روشها و تکنیکهای تحلیلی در آن زمان آنقدر دقیق نبود که بتواند مقدار ایزوتوپهای رادیوژنیک موجود در سنگها را تعیین نماید. درنتیجه منحصرا بعداز سال 1950 که اسپکترومتر ( Spectrometer ) اختراعگردید، تعیین سن سنگها به طریق ایزوتوپی معمول گردید از این مقاله سعی می‌شود تا روشهایی را کهاز ابتدا برای برآورد عمر زمین مورد استفاده قرار گرفته، مورد بحث قرار دهیمو در نهایت به روشی که امروزه استفاده می‌شود و دقیق‌تر است، اشاره کنیم.

در سال 1715 « ادموند هالی » ( Edmond Halley ) ، منجم انگلیسی ، این مطلب را پیش کشید که سن زمین را می‌توان از روی مقدار شوری آب اقیانوسها محاسبه کرد. عملا نقشه اینبود که مقدار شوری آب دریاها را با دقت تمام محاسبه و سپس عمل را دهسال بعد تکرار کنند، با محاسبه مقدار ازدیاد شوری آب در هر ده سال می‌توان زمان لازم برای تحصیل شوری آب فعلی را از آبهای شیرین اولیه بدست آورد. اگر هم چنین آزمایشی انجام شده باشد، هیچ ازدیادی در شوری آب اقیانوسها دیدهنشد.

در اواخر قرن نوزدهم بعضی محققان با تجدیدنظر در روش فوق و با تجزیه شیمیایی آب رودخانه‌ها ، مقدار سدیماضافه شده به دریاها در هر سال توسط رودخانه‌هایدنیا را محاسبه کردند. با دانستن حجم تقریبی آب اقیانوسهای امروزی و فرض اینکهآب اقیانوسهای اولیه شیرین بوده است و میزان ازدیاد سدیم توسط رودخانه‌های امروزی میانگینی برایتمام زمان زمین شناسی است، آنها زمان لازم برای تحصیل غلظت سدیم و شوری امروزی را محاسبه کردند. سرانجام نتیجه‌گیری کردند که از روز اولی که آب برای نخستین بار بر رویسطح زمین متراکم شد، 90 میلیون سال می‌گذرد. امروزه مامی‌دانیم که تخمینهالی از سن اقیانوسهای زمین به مراتب کمتر سن واقعی آنهاست. دلیل عمده آن هم این است که او تعویض سدیمی را که میان آب دریا و سنگهای پوسته کره زمینی صورتمی‌گیرد، بسیار ناچیز می‌پنداشت.

بعضی از مواد معدنی دارای خاصیت رادیواکتیو هستند، بدین معنی که از خود سهنوع اشعه خارج می‌سازند. اشعه خارج شدهیا دارای بار الکتریکی مثبت است که در اینصورت بهنام پرتو آلفا خوانده می‌شود و یا دارای بار اکتریکی منفی است که اشعهبتا خوانده می‌شود. نوع سوم اشعه که نزدیک به اشعه ایکس است، از نظر الکتریکی خنثی است و به نام اشعه گاما خوانده می‌شود. در اثر صدور این ذرات ، به مرور جسم به مواد دیگر تبدیل می‌شود.

تخمین عمر زمین از مدتهای بسیار طولانی فکر دانشمندان را به خود مشغول کرده بود. دانشمندان مختلف سعی داشتند با روشهای مختلفی سن کره زمین را تخمین بزنند که از آن جمله می‌توان تخمین عمرزمین را بر اساس شوری آب اقیانوسها و محاسبه میزان رسوبگذاری ذکر کرد. در سال 1897 ، فیزیکدان معروف « لرد کلوین» ( Lord Kelvin ) قدمت و عمر زمین را به این صورت تعریف نمود که زمین در ابتدا به حالت مذاب بوده و بعد سرد شده است. وی همچنین اظهار نظریه‌هایی را بر اساس فرضیه‌هایی در مورد منشا و مبدا حرارت خورشید به عمل آورد و ادعا کرد زمین سنی در حدود 20 الی 40 میلیون سال دارد