El método de datación del uranio-torio o el método de los desequilibrios de las familias del uranio y el torio es un método de datación radiométrica que permite, en particular, medir la edad de determinadas formaciones carbonatadas de origen animal (la primera datación del coral fue en 1955) sedimentario ( espeleotemas ).
El uranio es soluble en agua . El uranio-238 (el isótopo mayoritario) se desintegrará lentamente (con una vida media de 4.470 millones de años) para transformarse con unos pocos pasos rápidos en uranio-234 (vida media de 245.500 años), que luego se desintegra (por α decaimiento ) en torio 230 , con una vida media de 75.000 años.
A diferencia del uranio, el torio es insoluble en agua. El agua de mar (o cualquier agua corriente) contiene, por tanto, uranio 238 en equilibrio secular con su descendiente 234 U (a niveles muy bajos: aproximadamente 2 µg de uranio por metro cúbico de agua de mar), pero no contiene torio, que se precipita tan pronto como está formado.
Un material duro que se forma en contacto con esta agua (el esqueleto mineral de un coral, una concha, un esqueleto o la formación de calcita en las paredes de una cueva) atrapa el uranio disuelto en el agua en su material constituyente. Por lo tanto, originalmente el material contiene trazas de uranio, pero no torio.
Debido a que 238 U continúa descomponiéndose en 234 U, con lo que ya estaba en equilibrio secular, la cantidad de 234 U inmovilizada permanece sustancialmente constante en el material. Pero a medida que este uranio 234 U se desintegra (con una vida media de 245.500 años), el torio se acumula, el contenido de torio aumenta y tiende a su equilibrio secular (según una ley exponencial). Por tanto, la relación isotópica de torio a uranio proporciona una medida del tiempo transcurrido.
Dado que 230 Th tiene una vida media de 75.000 años, este método de datación tiene un rango de sensibilidad óptimo para la datación de este orden. Para la datación más antigua, se utilizarán isótopos con una vida media más larga, mediante el método de datación con uranio y plomo .