Edmond Halley (1656-1742) explique que la salinité de la mer a été apportée par l'eau des rivières. L'eau « douce » des rivières contient en réalité quelques sels provenant des roches qu'elle érode. Elle fournit continûment ces sels à l'océan qui, en permanence, évapore de l'eau douce ; le bilan est donc simple : l'eau de l'océan se charge petit à petit en sels des rivières. Ainsi, en estimant la quantité de sels des océans et le débit total de l'apport des fleuves, on peut déduire la durée nécessaire à leur apport.

Cette idée fut exploitée par John Joly (1857-1933). Il estime l'âge de la formation des océans à 90 millions d'années. Ce modèle est simple mais erroné : il y a des processus de perte de sels (vents, dépôts, etc.) d'où il résulte que la salinité des océans n'a, en fait, que peu varié depuis un ou deux milliards d'années. Mais cette estimation a joué un rôle encore au début du XX^e siècle.

Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon (1707-1788), s'intéressa aux temps de sédimentation. Impressionné par l'épaisseur des couches sédimentaires des Alpes et la lenteur des dépôts formés par les océans, il aboutit à un âge de la Terre allant de quelques millions d'années à près de trois milliards. Prudemment, il ne publia pas ces résultats, préférant « être plat que pendu » .

À partir de la fin du XVII^e siècle, l'étude des dépôts sédimentaires, appelée stratigraphie, prend son essor. L'âge de la Terre va être estimé par mesure de l'épaisseur des strates de sédiments, en utilisant la proportionnalité : s'il faut 100 ans pour qu'un millimètre de sédiments se dépose, alors il faut 100 000 ans pour former une couche d'un mètre. Cette méthode est discutable, car les sédiments ne se déposent pas de manière homogène dans le temps ni dans l'espace. Dans ce contexte, les premières datations vont de quelques millions à quelques milliards d'années, et opposent les partisans d'un temps court (les catastrophistes) et les partisans d'un temps long (les uniformistes).

La découverte de nombreux fossiles de dinosaures (le mot apparaît en 1841) va obliger les scientifiques à s'interroger sur la disparition des espèces et à contredire les interprétations littérales de la Bible et les croyances en un Univers éternel et fixe.
En France, Georges Cuvier (1769-1832) est partisan de la fixité des espèces. Pour lui, les espèces animales sont créées telles quelles ; certaines disparaissent, à la faveur de catastrophes (déluges, séismes, etc.), et d'autres espèces les remplacent par migration. Au contraire, Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) défend la théorie transformiste : il voit, dans les fossiles de mollusques qu'il étudie, les traces d'une lente transformation expliquant l'extinction et l'émergence des espèces. Charles Darwin (1809-1882) théorise l'évolution des espèces sur les bases posées par Lamarck : les espèces actuelles sont le fruit d'une lente évolution d'espèces ancestrales, dont le mécanisme est la sélection naturelle. Pour que des variations minimes à l'échelle d'une génération puissent peu à peu donner naissance à une nouvelle espèce, il est nécessaire que les temps géologiques soient extrêmement grands (plusieurs centaines de millions d'années).

Buffon est le premier à expérimenter afin de proposer un âge pour la Terre. Vers 1770, il part du constat que la température augmente en profondeur (d'après l'observation de mines) pour émettre l'hypothèse que la Terre était à l'origine une boule de roches en fusion, qui refroidit sans cesse depuis sa formation. Il élabore alors un protocole rigoureux à partir d'une publication de Newton sur la propagation de la chaleur : en chauffant à blanc dans ses forges de Bourgogne, des boulets de différentes tailles et en mesurant la durée de leur refroidissement, il parvient à établir un modèle qu'il extrapole à une sphère de la taille de la Terre.

Dans une première publication, Les Époques de la nature, en 1779, Buffon annonce ainsi que la Terre doit avoir 25 000 ans, un âge bien plus important que celui admis alors par l'Église. La hardiesse de la pensée de Buffon, pour l'époque, confine à la témérité. D'ailleurs, à la sortie de son ouvrage, Buffon écrit de Paris à un ami : « Je mets donc pour le moment présent mon salut dans la fuite et je pars dimanche pour arriver à Montbard » (son fief de Bourgogne). Après quelque temps et quelques lettres d'excuses aux instances ecclésiastiques, il put revenir sur Paris. Mais il continue ses travaux et publie successivement 50 000 puis 75 000 ans. Mêmes motifs, mêmes punitions, exils en Bourgogne !

Les carnets de Buffon révèlent quant à eux que ses expériences donnent à la Terre plus de 10 millions d'années. Buffon n'a jamais publié ce chiffre, est-ce encore la pression sociale et morale qui l'a contraint à cette « discrétion » ? [...] S'il s'en tient finalement à une chronologie officielle plus courte, il ne peut s'empêcher d'en expliquer la cause en ces termes : « néanmoins il faut raccourcir autant qu'il est possible pour se conformer à la puissance limitée de notre intelligence. »

Un siècle après Buffon, Lord Kelvin (1824-1907) pense comme lui que la Terre se refroidit depuis son origine. Il reprend la même méthode, mais dispose d'un outil mathématique plus perfectionné : l'équation de la chaleur de Fourier, qui permet de prendre en compte l'évolution du gradient de température (le refroidissement étant de plus en plus lent avec la profondeur). La méthode de calcul de Kelvin ne peut s'appliquer qu'à une Terre rigide, sans mouvement de convection interne. Kelvin affinera progressivement sa datation, pour aboutir en 1863 à une fourchette de 20 à 40 millions d'années. Cet âge considérable est cependant bien accueilli par les physiciens : depuis un siècle, les progrès des géologues ont contribué à installer l'idée d'une Terre bien plus âgée qu'on ne le pensait autrefois. D'autant que Kelvin est le physicien le plus renommé de son temps, et qu'il utilise l'équation de Fourier qui fait autorité dans le milieu scientifique.

Seuls les géologues et les biologistes, dont les théories établissent un âge de la Terre bien plus important, s'opposent à Kelvin (

voir document 10

). On sait aujourd'hui que la chaleur interne de la Terre est également la conséquence de la désintégration d'éléments radioactifs internes qui s'accompagne d'un dégagement de chaleur (

voir activité 2

).