同位体
ただし例外的に、太陽系物質ではありえない同位体比をもった粒子が、原始的な隕石から発見されており、それらは、超新星爆発や赤色巨星星周など太陽系外に起源を持ち、原始太陽系の高温時代を生き残った粒子だと考えられている。
また太陽系内の物質であっても、同位体効果などにより、パーミルのオーダー (0.1%=1‰) では同位体比にも差がある。その差異を分析することにより、試料の起源、変遷を探ることができるため、後述する地球惑星科学の分野などで同位体比の測定が活用されている。例えば、はやぶさが持ち帰った試料も、希ガスの同位体測定により、その起源が解析されている。
地球上においても、閉じた系の内部では放射性同位体の崩壊などにより年月を経て同位体比は変化する。これを利用したのが放射性炭素年代測定である。
同位体比の測定には、主に質量分析法が用いられ、NMRや赤外分光法が活用されることもある。星雲などの宇宙空間の物質の同位体比を測定するには、電波観測や赤外線観測が利用される。
栄養段階が一つ上がるにつれて炭素安定同位体比 δC、窒素安定同位体比 δNが濃縮されることが示されており、これを用いて栄養起源や栄養段階の推定に使用される。また、陸上起源の有機物は δC、δNが低いことを指標とした水圏での起源の推定、懸濁態有機炭素の低い δCを指標として湿地由来有機物の供給時期及び寄与率の推定、湖沼水中の栄養塩の起源の推定などに使用されている。