自19世紀末以來，科學家們一直在努力解釋月球的起源。盡管科學家們長期以來一直從理論上認為它和地球有著共同的起源，但如何起源以及何時起源的問題卻一直困擾著科學家。直到今天普遍的共識是，一個火星大小的物體(Theia，提亞)的撞擊導致了地球-月球系統(tǒng)在行星形成后不久的形成。
然而，科學家對這次撞擊的模擬顯示，月球可能是由主要來自撞擊物體的物質(zhì)形成的。但是有證據(jù)表明月球和地球是由同樣的物質(zhì)構(gòu)成的，這一點并沒有得到證實。幸運的是，來自日本和美國的一組科學家的一項新研究為這種差異提供了一個解釋：這場碰撞發(fā)生在地球仍然由熱巖漿組成的時候，月球的起源或許將揭露真相。
科學家稱，除了模擬撞擊場景，巨大撞擊假說還受到一個事實的困擾，那就是在撞擊中，形成月球的大部分物質(zhì)都是硅酸鹽礦物。這將導致月球缺鐵，但地震學研究表明，月球很可能有一個像地球一樣的核心(由鐵和鎳組成)，其核心的對流也曾為磁場提供動力。
同樣，這項新研究提供了一個可以解釋這一現(xiàn)象的場景。根據(jù)他們創(chuàng)建的模型，在太陽形成后約5000萬年(約46億年前)，地球和行星提亞碰撞時，地球被熾熱的巖漿所覆蓋，而提亞很可能是由固體物質(zhì)構(gòu)成的。
這個模型表明，在碰撞之后，地球上的巖漿被加熱的程度將遠遠超過來自撞擊物體的固體。這將導致巖漿體積膨脹，并逃逸到軌道上形成月球。這個最新的模型，考慮了原地球和提亞之間的不同加熱程度，有效地解釋了月球的構(gòu)成中有更多的地球物質(zhì)。
來自耶魯大學的地質(zhì)學教授順一郎·卡拉托(Shun-ichiro Karato)曾經(jīng)對原始地球巖漿的化學性質(zhì)進行了廣泛的研究，并稱在我們的模型中，大約80%的月球是由原始地球物質(zhì)構(gòu)成的。這是該研究小組模擬地球-月球系統(tǒng)巨大撞擊的快照。紅點表示原始地球巖漿海洋中的物質(zhì);藍點表示沖擊材料。
為了這項研究，Karato領導了團隊對熔融硅酸鹽壓縮的研究。與此同時，來自東京理工學院的ELSI和日本理研所的一個團隊完成了一項任務，即開發(fā)一個計算模型，預測碰撞產(chǎn)生的物質(zhì)將如何分布。
綜上所述，這個新模型表明，過熱的巖漿會流失到太空中，并在軌道上合并形成一個新天體，其速度將快于撞擊器所流失的物質(zhì)。它還表明，來自地球內(nèi)部的物質(zhì)(富含鐵和鎳)也會進入月球的形成過程，然后下沉到中心，形成月球的核心。
從本質(zhì)上講，這個新模型證實了之前關于月球是如何形成的理論，即不需要非常規(guī)的碰撞條件。到目前為止，科學家們所做的就是為了解釋撞擊模擬與從月球巖石和月球表面研究中獲得的數(shù)據(jù)之間的差異。
這項研究還可能為太陽系的形成和隨后發(fā)生的事情提供更完善的理論。由于原地球和提亞之間的撞擊可能對地球上生命的最終出現(xiàn)起到了一定作用，它也可能幫助科學家限制一個恒星系統(tǒng)擁有可居住行星所需要的條件。
