상대 연대 측정(Relative dating)은 과거 사건이나 물질의 절대적인 연대(숫자로 표시되는 연대)를 결정하지 않고, 다른 대상과의 비교를 통해 시간적 선후 관계와 상대적 순서를 결정하는 과학적 방법이다. 이는 지질학, 고고학, 고생물학 등 여러 학문 분야에서 널리 활용되는 개념이다.
상대 연대 측정은 20세기 초반 방사성 연대 측정(절대 연대 측정)이 개발되기 이전까지 고고학자와 지질학자들이 물질의 연대를 결정하는 주요 수단이었다. 절대 연대 측정이 사건이 '언제' 발생했는지를 알려주는 반면, 상대 연대 측정은 사건이 발생한 '순서'만을 결정할 수 있다는 근본적인 차이가 있다. 그러나 상대 연대 측정은 여전히 유용한 기술로 남아 있으며, 절대 연대 측정과 상호 보완적으로 사용된다.
상대 연대 측정의 기본 원리로는 다음과 같은 것들이 있다.
지층 누중의 법칙(Law of Superposition): 지각적으로 교란되지 않은 퇴적암층의 경우, 아래에 있는 지층일수록 더 오래전에 형성되었고 위에 있는 지층일수록 더 최근에 형성되었다는 원리이다. 이는 17세기 니콜라우스 스테노(Nicolaus Steno)에 의해 처음 제안되었다.
동물군 천이의 원리(Principle of Faunal Succession): 퇴적암 내에서 화석이 규칙적인 순서로 나타난다는 원리이다. 18세기 말에서 19세기 초에 걸쳐 영국의 지질학자 윌리엄 스미스(William Smith)가 발견하였다. 그는 잉글랜드 전역의 서로 다른 지층에서 특정 화석들이 항상 동일한 순서로 나타난다는 사실을 확인하였다.
횡단 관계의 원리(Principle of Cross-Cutting Relationships): 단층이나 화성암 관입과 같은 지질 구조는 그것이 가로지르는 암석보다 젊다는 원리이다.
포유물 및 구성 요소의 원리(Principle of Inclusions and Components): 암석 내에 포함된 포유물(쇄설물)은 그것을 포함하는 암석보다 오래되었다는 원리이다.
본래 수평성의 원리(Principle of Original Horizontality): 퇴적물은 기본적으로 수평한 층으로 퇴적된다는 원리이다.
측면 연속성의 원리(Principle of Lateral Continuity): 퇴적물층은 처음에 모든 방향으로 측면으로 확장된다는 원리이다.
동일과정설(Uniformitarianism): 현재 지구의 지각을 변형시키는 지질학적 과정이 지질학적 시간 동안 거의 같은 방식으로 작용해왔다는 원리로, "현재는 과거를 푸는 열쇠"라는 말로 요약된다. 18세기 스코틀랜드의 지질학자 제임스 허턴(James Hutton)이 제안하였다.
고고학에서의 상대 연대 측정 방법으로는 층위 분석, 형태비교법, 교차연대측정법, 순서배열법(seriation) 등이 있다. 형태비교법은 유물의 형태가 단순한 것에서 복잡한 것으로 발전하다가 다시 퇴화한다는 가정에 기반하며, 교차연대측정법은 둘 이상의 유적 내용을 비교하여 연대를 상대적으로 측정하는 방법이다.
상대 연대 측정은 지구 이외의 태양계 천체(행성학)에서도 사건의 순서를 결정하는 데 사용된다. 예를 들어, 충돌구 내에 골짜기가 형성되었다면 그 골짜기는 충돌구보다 나중에 형성된 것으로 판단한다.
