根據(jù)最廣泛接受的理論，大約45億年前，當一個名為Theia的火星大小的物體與地球(又稱“巨人撞擊假說”)碰撞時，月球就形成了。這種撞擊引發(fā)了大量的碎片，這些碎片逐漸聚結(jié)在一起，形成了地球上唯一的天然衛(wèi)星。該理論最令人信服的證據(jù)之一是，地球和月球的成分非常相似。

但是，先前涉及計算機模擬的研究表明，如果月球是由巨大撞擊產(chǎn)生的，那么它應該保留了撞擊者本身的更多物質(zhì)。但是，根據(jù)新墨西哥大學的一個團隊進行的一項新研究，地球和月球可能與以前的想象不太相似。

這項研究描述了他們的發(fā)現(xiàn)，名為“地球和月球的不同氧同位素組成”，最近發(fā)表在《自然地球科學》雜志上。這項研究是由UNM地球與行星科學系的Erick J. Cano和Zachary D. Sharp以及UNM氣象研究所的Charles K. Shearer進行的。

自19世紀以來，一直存在著有關(guān)地球和月球曾經(jīng)是一個整體的理論。但是直到阿波羅號宇航員帶回巖石樣本，科學家才有了確鑿的證據(jù)證明地球和月球形成了一起。這些樣本表明，月亮與地球一樣，由硅酸鹽礦物和金屬組成，它們在金屬核與硅酸鹽地幔和地殼之間有所區(qū)別。

盡管月亮的鐵少了，而輕元素的少了，但巨人撞擊假說很好地解釋了這一點。鐵是一種特別重的元素，它會被地球保留下來，而撞擊的熱量和爆炸力會使較輕的元素沸騰并噴射到太空中。然后，來自地球和泰婭的其余物質(zhì)將被冷卻，然后混合形成我們今天所知的地球和月球。

這個理論還解釋了月球繞地球運行的速度和性質(zhì)。特別是如何將其與我們的星球進行潮汐鎖定。但是，先前涉及計算機模擬的研究表明，在這種情況下，大約80%的月球應該由起源于Theia的物質(zhì)組成。

對于天文學家和地質(zhì)學家來說，這是一個嚴重的難題，并且已經(jīng)提出了各種理論來解釋這一點。在一種情況下，Theia的成分與地球相似，這可以解釋為什么地球和月球看起來如此相似。另一方面，材料的混合非常徹底，以至于地球和月球都保留了Theia的元素。

使地球上的生命變得可能的化學物質(zhì)可能來自與地球碰撞而形成月球的另一個星球。圖片來源：萊斯大學

不幸的是，這些解釋要么與我們對太陽系的了解不一致，要么提出了它們自身的理論問題。為了闡明這一點，Cano和他的同事認為與“巨人沖擊假說”存在重大矛盾?；旧希斂茖W家檢查阿波羅登月巖石樣品時，他們注意到氧同位素值實際上與地球上巖石中的氧同位素值相同。

如果巨人撞擊假說是正確的，那么地球和月球的前兆要么具有相同的開始值，要么在撞擊事件之后發(fā)生了廣泛的均質(zhì)化。為了解決這個問題，Cano和他的同事們對一系列不同的月球巖石進行了高精度的氧同位素分析。他們發(fā)現(xiàn)，月球巖石中的氧同位素濃度高于地球。