オスミウム(Os)は7種類の天然に生成する同位体を持ち、そのうちの5種類Os、Os、Os、Os、Osは安定同位体である。このうちOsが最も豊富に存在する。他の2つOsとOsは非常に長い半減期を持つ。OsはRe（半減期4.56×10年）から生成され、Os/Osの比やRn/Osの比はしばしば測定され、地球や小惑星の岩石の年代測定に用いられる。また、地質学的年代での地球の気象の測定や大陸クラトンのマントルが安定した年代の測定にも用いられる。しかし、オスミウムの同位体の最も知られた使い方は、イリジウムと組み合わせた、K-T境界に沿った衝撃石英の表層の年代測定である。また、一部のマグマには、標準資料に対してOs/Os比が高いものがあり、これはマントルプルームを起源とすると考えられており、プルームテクトニクスの根拠の1つになっている。標準原子量は190.23(3) uである。

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