月球是被“撞”出来的

在太阳系形成后的最初1.5亿年，一个大约火星大小的巨大天体与地球相撞并融合成一个天体，导致大量岩石和碎片飞入太空。这些岩石最终相互凝聚，形成了月球。

近30年来，除了一个主要问题，行星学家对这一解释相当满意。尽管这一推测在观察月球的大小及其围绕地球的轨道的物理特征时是有效的，但比较地球和月球的同位素组成却有些站不住脚，因为这相当于地质学中的DNA“指纹”。说清楚一点，地球和月球太相似了。

人们一直认为月球应该带有科学家们命名为“Teia”的奇异天体的同位素指纹。因为Teia来自太阳系的其他地方，它可能有与早期地球截然不同的同位素指纹。

目前，马里兰大学的一组科学家已经制作了一个新的月球同位素指纹，这可能有助于解开这个谜。马里兰大学的研究小组专注于月球和地球上存在的钨同位素，并首次将公认的月球形成模型与两个天体的同位素指纹惊人相似的事实统一起来。

结果表明，“Teia”对早期地球的撞击非常剧烈，它产生的碎片在稳定并形成月球之前就已经充分混合。该研究报告发表在4月8日的《自然》在线版上。

该研究的合著者、马里兰大学的地质学教授理查德·沃克说:“问题是地球和月球的同位素指纹非常相似，这表明它们是由太阳系早期历史中收集的相同材料组成的。这是意料之外的，因为预计创造月球的火星大小的天体与地球完全不同。所以地球和月球不应该如此相似。”

近年来，出现了几种不同的理论来解释月球和地球的相似指纹。一种可能性是，撞击产生了一个巨大的碎片团，它与地球很好地混合，然后浓缩形成月球。“Teia”与年轻地球的同位素相似也可能是巧合。第三种可能性是月球是由地球构成的，而不是由“木卫一”构成的，尽管这可能是一种非常罕见的撞击。

为了选择一个解释，沃克和他的团队研究了早期太阳系中另一个被广泛研究的现象。有证据表明，在大撞击后，地球和月球都积累了额外的物质，地球积累了更多的碎片和尘埃。这些新物质含有大量的钨，但其中一种更轻的钨-182同位素更少。结合这两种现象，估计地球上的钨-182比月球上的少。

果然，沃克和他的团队比较了月球和地球的岩石，发现月球上钨-182的含量略高。

然而，关键问题是有多高。

沃克说:“地球和月球之间钨同位素组成的这种微小但重要的差异，完全符合撞击后地球和月球积累的物质数量的差异。这意味着当月球首次形成时，它的同位素组成与地球的地幔完全相同。”

这一发现支持了撞击形成的物质在月球凝结和冷却之前一定已经完全混合的说法。这将解释月球和地球的同位素指纹大体相似，但钨-182略有不同的现象。