根據(jù)最廣泛接受的理論，大約45億年前，當(dāng)一個(gè)名為T(mén)heia的火星大小的物體與地球(又稱(chēng)“巨人撞擊假說(shuō)”)碰撞時(shí)，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(jì)算機(jī)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(yīng)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(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的一項(xiàng)新研究，地球和月球可能與以前的想象不太相似。

這項(xiàng)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(xué)》雜志上。這項(xiàng)研究是由UNM地球與行星科學(xué)系的Erick J. Cano和Zachary D. Sharp以及UNM氣象研究所的Charles K. Shearer進(jìn)行的。

自19世紀(jì)以來(lái)，一直存在著有關(guān)地球和月球曾經(jīng)是一個(gè)整體的理論。但是直到阿波羅號(hào)宇航員帶回巖石樣本，科學(xué)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?cè)诮饘俸伺c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(shuō)很好地解釋了這一點(diǎn)。鐵是一種特別重的元素，它會(huì)被地球保留下來(lái)，而撞擊的熱量和爆炸力會(huì)使較輕的元素沸騰并噴射到太空中。然后，來(lái)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(gè)理論還解釋了月球繞地球運(yùn)行的速度和性質(zhì)。特別是如何將其與我們的星球進(jìn)行潮汐鎖定。但是，先前涉及計(jì)算機(jī)模擬的研究表明，在這種情況下，大約80%的月球應(yīng)該由起源于Theia的物質(zhì)組成。

對(duì)于天文學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)嚴(yán)重的難題，并且已經(jīng)提出了各種理論來(lái)解釋這一點(diǎn)。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(lái)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(xué)物質(zhì)可能來(lái)自與地球碰撞而形成月球的另一個(gè)星球。圖片來(lái)源：萊斯大學(xué)

不幸的是，這些解釋要么與我們對(duì)太陽(yáng)系的了解不一致，要么提出了它們自身的理論問(wèn)題。為了闡明這一點(diǎn)，Cano和他的同事認(rèn)為與“巨人沖擊假說(shuō)”存在重大矛盾。基本上，當(dāng)科學(xué)家檢查阿波羅登月巖石樣品時(shí)，他們注意到氧同位素值實(shí)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(shuō)是正確的，那么地球和月球的前兆要么具有相同的開(kāi)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(gè)問(wèn)題，Cano和他的同事們對(duì)一系列不同的月球巖石進(jìn)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。