理论上，数十亿年前，大约有火星撞击地球，向太空喷出一大堆尘土，最终凝聚形成月亮。
这就是所谓的巨型撞击假说，并巧妙地解释了地球和月球的一些共同奇特特性，例如相同的矿物。
只有一个问题。根据行星科学家保罗·索西领导的一项新分析，实验行星学瑞士苏黎世联邦理工学院的研究小组发现，我们根本没有确凿的证据表明曾经发生过如此巨大的撞击。
索西告诉 ScienceAlert：“根据追踪太阳系物质来源的每个同位素比率，地球地幔和月球的岩石是无法区分的。”
“由于这些元素的同位素在行星物质中差异很大，如果有任何撞击物的痕迹，我们预计它们的同位素比率会存在细微差异。然而，地球和月球之间没有发现这样的差异——因此我们认为，如果发生撞击，这两个天体一定是完美混合的——或者月球一定是以不同的方式形成的。”
这并不是说，巨大的撞击没有发生。这仍然是可能的。只是？好吧，我们不能真的假设它做过也一样。月球是如何形成的或许又重新落入了神秘的境界。
证据表明，可在预印本服务器 arXiv 上获取目前正在为 2024 年地球化学论述，是基于对迄今为止所有相关地球物理和地球化学证据的严格审查。
那么，如果没有发生碰撞，月球是从哪里来的呢？索西认为，地球和它的大型卫星只是由相同的基本物质形成的，因此没有必要引入任何假设的第三天体。
地球和月球是太阳系中独一无二的。它是仅限系统有两个大的球形天体，核心各有不同；月球并不比汞并且，如果它能自行漂浮，那么它本身就可以被视为一颗行星。
人们还认为月球也曾在帮助生命方面发挥着重要作用进化。它有助于稳定地球的自转，并产生潮汐，帮助海洋循环。如果没有绕轨道运行的岩石质量，地球将会是一个截然不同的地方。
由于月球既稀有又重要，科学家们想知道它是如何来到这里的。它的起源可以揭示我们自己的故事，并帮助我们判断在广阔的宇宙中此类系统形成的频率。
巨型撞击假说并非错误。在太阳系早期，大约 45 亿年前，情况要混乱得多。当时有更多岩石四处乱飞，这一点我们可以从幸存下来的行星和卫星上留下的陨石坑中确定。因此，婴儿时期的地球被某种足够大的物体撞击，形成一团形成月球的撞击碎片云，这并非不可能。
索西和他的团队在研究了现有证据后发现，问题在于地球和月球也类似。地球和月球上的元素的同位素比例（同一原子的不同形式，其原子核中的中子数不同）是相同的。我们研究得越多，发现的就越多。
索西解释说：“最初，这种一致性仅存在于氧同位素中，但最近（自 2010 年代初以来），人们发现铬和钛也存在这种一致性——这两种元素都仅集中在天体的岩石部分。”
“此外，由于这些元素的同位素在行星物质中差异很大，如果有任何撞击物的痕迹，我们预计它们的同位素比率会存在细微差异。然而，地球和月球之间并没有发现这样的差异。
“随后，许多其他元素（例如铁、钙、钼等）也证明了这一点，因此，这种现象偶然出现的可能性非常小。”
最近的一项研究表明，地球和月球的年龄也大致相同，或者形成时间非常接近，大约综合起来，证据表明这两颗天体是由同一团物质云形成的。
这并不是说不会发生撞击；一次撞击将婴儿地球的所有组成部分粉碎，产生了一个环状物质，并合并形成了地球和月球两个天体。
但巨型撞击模型通常预测地球和月球的同位素比会有微小差异。根据现有数据，这些差异根本不存在，这意味着虽然不能排除巨型撞击的可能性，但我们应该排除那些产生与真实地球化学数据不一致结果的模型。
即便如此，“参数空间本质上是无限的，”索西说。
我们只是不知道 45 亿年前地球和月球是如何从一团星尘中形成的。进一步探究的一个方法是调查，这正是Sossi和他的同事正在研究的问题。
索西说：“化学和同位素证据现在已经足够有力，可以开始质疑月球形成的基本机制。”
“我们也很高兴看到地球物理、地球化学和动力学约束如何相互关联，为月球的形成提供新的、全面的视角。我们能够跨学科地交流共同的问题，这最终将帮助我们找到解决这个难题的方法。”
该团队的研究成果可以阅读论文集。
