Для определения возраста Уолтер применял так называемый «метод следов распада». Он основан на присутствии урана в мельчайших кристаллах циркона, встречающихся в вулканическом туфе. Эти кристаллы бывают разных размеров; крупные считаются полудрагоценными камнями. Те, которые вкраплены в вулканические породы, чрезвычайно малы. Это прозрачные, как стекло, брусочки с заостренными концами, чем-то похожие на хрустальные подвески для люстр. Однако они настолько малы, что распознать их кристаллическое строение можно только под микроскопом. Подготовленный для анализа образец одинаковых по размеру кристаллов циркона, взятых из вулканического туфа и очищенных от посторонних примесей, напоминает пробирку, заполненную речным песком с такими мелкими зернами, что по структуре он приближается к порошку.

Подготовка образца начиналась с отбора сходных по внешнему виду проб вулканического пепла из какого-либо горизонта туфов Хадара. Затем Уолтер просеивал пепел через ряд сеток с постепенно уменьшающимися ячейками с целью отделить мельчайшие кристаллы различных минералов. Чтобы получить циркон в чистом виде, он погружал кристаллы в растворы различной плотности. Кристаллы циркона, будучи самыми тяжелыми, всегда опускались на дно, тогда как более легкие всплывали. Уолтер сливал всплывшие частицы и сохранял осадок. Повторив эту процедуру несколько раз, он получал практически чистый образец циркона.

Мельчайшие кристаллы циркона позволяют определить возраст по следам распада урана. Вначале нужно получить чистые образцы кристаллов, затем отполировать их, удалив с поверхности все царапины. Любые следы, оставшиеся в кристалле, — результат расщепления ядер урана, которые распадаются один за другим на протяжении длительного времени. Число таких следов указывает на возраст кристаллов.

Затем кристаллы циркона нужно выложить в небольшую плоскую тефлоновую посудину, причем таким образом, чтобы они образовали на ее дне плотный слой толщиной в один кристалл. Сделать это не так трудно, как кажется: длина кристаллов в несколько раз больше их ширины, поэтому для них естественно лежать на боковой грани. Зафиксировав кристаллы с помощью специального клеящего вещества, их полируют, чтобы удалить с наружных поверхностей все возможные царапины и следы разрушения. Эта процедура совершенно необходима — в дальнейшем Уолтер будет искать под микроскопом небольшие, похожие на царапины следы, образовавшиеся при распаде урана внутри кристалла. Для определения возраста Уолтеру нужно будет считать эти следы, поэтому на поверхности не должно быть ничего такого, что можно с ними спутать, — даже малейших неровностей.

Уран-238 — радиоактивный элемент, который распадается с малой, но постоянной скоростью и превращается в свинец, подобно тому как калий-40 превращается в аргон. Различие состоит в том, что образование аргона из калия — это «тихий» процесс, тогда как распад урана сопровождается выбросом энергии. Хотя сила взрыва невелика, он способен вызвать смещение других атомов в кристалле циркона, и в результате остается малозаметный след. Так по примятой ржи можно определить, что по полю недавно прошел человек. Трещинки, образовавшиеся в кристалле циркона, носят название следов распада. После соответствующей химической обработки они увеличиваются и делаются видимыми под микроскопом.

Уран-238 распадается гораздо медленнее, чем калий-40. Период его полураспада составляет много миллиардов лет. Если содержание урана в цирконе невелико, то при таких темпах в кристалле и за сотни тысяч лет может не произойти ни одного «взрыва».

— Чтобы число следов распада было сколько-нибудь значительным, нужна довольно высокая концентрация урана, — объяснял Уолтер.