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Existen 2 grandes tipos de dataciones: 
-Directas: Permiten datar a los propios fósiles y resultan las más convenientes. Sin embargo, no son aplicables en el caso de fósiles muy antiguos,principalmente porque en ese proceso se destruiría el material en cuestión.
-Indirectas: La datación del fósil se obtiene estableciendo la edad de algún elemento asociado a él. Los principales métodos dedatación indirecta son:
1) Datación de los estratos inmediatamente superior e inferior al fósil en cuestión. Estas 2 fechas proporcionan un intervalo de tiempo durante el cual el fósil fue incorporadoal el estrato que lo contiene.
2) Correlación faunística. Consiste en estimar el periodo de tiempo en el que vivió el fósil correlacionando los datos del intervalo de vida de otras especies asociadasestratigráficamente con el fósil estudiado y cuyos intervalos de existencia se conocen exhaustivamente por estudios previos.
3) Un tercer método es el basado en el paleomagnetismo, por medio delestudio de las fluctuaciones del campo magnético terrestre en el pasado.
Pero también existen métodos de datación absoluta. Estos métodos son radiométricos, es decir, se basan en el conocimiento de lastasas de desintegración radiactiva. Los elementos radiactivos sufren una desintegración espontánea a ritmo constante, dando lugar después de una serie de transformaciones a elementos estables que sevan concentrando en los minerales o en las rocas correspondientes, a medida que disminuye la cantidad del elemento en vías de desintegración. El tiempo que un elemento necesita para reducir su masa ala mitad se llama periodo de desintegración o vida media. Estos periodos son muy variables, ya que cada elemento tiene una vida media característica, y sirven para determinar el tiempo transcurridodesde que se formó el mineral que contenga el elemento radiactivo.

Como ya te han explicado en las otras respuestas existen dos métodos fundamentales el primordial, el del carbono 14 y el otro es...