你一定聽過這樣一個說法：地球磁場的南北極，每隔一段時間就會顛倒一次，北極變南極，南極變北極，這個時間間隔大約是70萬年。
那麽問題來了，幾十萬年前人類文明都還沒發展出來，我們又是怎麽知道那時的地球磁場是什麽樣子的？這裏的答案是火山岩。火山噴發的時候，岩漿被噴出來還沒來得及冷卻，岩漿裏麵的物質有些有磁性，會在地球磁場的作用下形成定向的排列，岩漿冷卻之後，這個排列就形成了火山岩的紋理，通過判斷紋理的方向，就能判斷地磁的方向。科學家們發現幾十萬年前的火山岩的紋理方向，跟現代火山岩的紋理方向是相反的，於是得出了磁極發生顛倒的結論。
那科學家又是怎麽知道某塊火山岩來自多少年前的呢？靠的是測同位素，可以通過測量同位素含量來判斷年代。譬如，普通的氫元素的原子核裏隻有一個質子，但是氘元素的原子核裏除了一個質子以外還有一個中子，氚元素則是原子核裏有一個質子和兩個中子。氘和氚就是氫的同位素。普通的氫也有另外一個名字叫氕，氘和氚的質子數跟氕相同，所以它們的化學性質跟氕一樣，但是中子數不一樣，所以核物理的性質有差異。
同位素通常是不穩定的，它們會發生衰變，衰變以後就變成了普通元素。有一個概念叫半衰期，所謂半衰期，就是一定分量的同位素，經過一個半衰期的時間長度，它就會衰變掉一半。譬如，碳14的半衰期是5730年，如果你有1000g的碳14，經過5730年的時間，就隻剩下500g了，有500g的碳14衰變成了普通的碳12，再經過5730年，就還剩250g的碳14，又有250g的碳14衰變成了碳12。但是地球大環境中的同位素比例應該是不隨時間改變的，因為地球會受到宇宙射線的影響，會不斷生成新的同位素，所以地球大環境裏各種同位素的比例應當是相對穩定的。因此，我們隻要去測量一個樣品中的同位素的含量，再拿它和地球平均水平的同位素含量作比較，我們就能推測出這個樣本是在什麽年代形成的，通過它的半衰期倒推計算就能做到。