Datation par le chlore 36

Du chlore 36 est produit directement dans les roches de surface sous l'action des rayons cosmiques, et celui-ci ne s'en va que sous l'effet de l'érosion[2]. Il y a donc une "compétition" qui s'installe entre production et départ d'atomes de chlore 36. Au bout d'un temps long, en régime permanent, on a alors la relation ${\displaystyle vN={\frac {\Psi _{0}}{\mu }}}$ où ${\displaystyle v}$ est la vitesse d'érosion, ${\displaystyle N}$ est l'écart entre atomes de chlore 36 produits et perdus, ${\displaystyle \Psi _{0}}$ est le taux de production de chlore 36 à la surface de la roche et ${\displaystyle \mu }$ est le coefficient d'atténuation de la production de chlore 36 lorsque l'on s'enfonce dans la roche[2]. On peut mesurer ${\displaystyle N}$, ${\displaystyle \Psi _{0}}$ et ${\displaystyle \mu }$, d'où l'on déduit ${\displaystyle v}$.

Cette méthode a été employée dès 1955 sur une phonolithe dans le Colorado, pour laquelle une vitesse d'érosion de 4,25 cm par millier d'années avait été trouvée[2].

Dans le cas d'un sol dans lequel on trouve peu d'uranium ou de thorium pour provoquer la formation de chlore 36, sa seule origine est son apport de surface et les seules pertes sont dues à la désintégration radioactive[2]. De là on peut mesurer des vitesses d'écoulement souterrain lent, notamment lorsqu'il s'agit d'un écoulement par diffusion, en mesurant la durée depuis laquelle l'eau a quitté la surface en divers points de prélèvement.

Cette méthode a permis de montrer qu'en Australie, l'eau du Grand bassin artésien s'écoule à une vitesse de 0,5 m par an[2].

Dans le cas d'eaux fossiles, où la masse d'eau ne se renouvelle pas, il est possible d'estimer l'âge de la nappe grâce au chlore 36 y compris lorsque la nappe est environnée de roches ayant une forte teneur en thorium ou en uranium, qui provoquent indirectement la formation de chlore 36. On peut alors dater la masse d'eau en considérant que le chlore 36 est en équilibre séculaire[2].

Du chlore 36 a été produit en importance par les essais nucléaires des années 50, ce qui se matérialise par des pics de concentrations en chlore 36 dans les précipitations remontant à ces années[2].

Cela a par exemple été exploité à la même époque pour montrer que l'eau s'infiltre rapidement dans la nappe phréatique superficielle de Long Island, puisque sa teneur en chlore 36 était sensiblement égale à celle des précipitations[2].