O tym, że Ziemia zderzyła się 4,5 miliarda lat temu z innym ciałem kosmicznym zwanym Theą, naukowcy spekulują od lat 70. poprzedniego stulecia. Teraz badacze z amerykańskiego Uniwersytetu Kalifornii dostarczyli nowych detali dotyczących tego, jak owa kolizja mogła wyglądać.

Geochemicy z Los Angeles skupili się w swoich badaniach na tlenie zawartym w skałach ziemskich i księżycowych. Pierwiastek ten jest w skałach powszechny: wagowo stanowi 50 proc. ich masy. Ale nie każdy atom tlenu wygląda tak samo. Najbardziej rozpowszechniony jest tlen O-16, którego jądro zawiera osiem protonów i osiem neutronów. Ale są też inne, cięższe izotopy: O-17 ma dziewięć neutronów, O-18 zawiera ich dziesięć. I, co bardzo istotne, każdy skalisty glob w Układzie Słonecznym charakteryzuje się inną proporcją poszczególnych izotopów tlenu.

Jeszcze niedawno naukowcy byli przekonani, że Księżyc i Ziemia również mają proporcje izotopów tlenu odmienne. Sugerowały to badania specjalistów niemieckich opublikowane w 2014 roku.

Teraz jednak zespół badawczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego przeprowadził nowe analizy, które wykazały, że rzeczone proporcje na naszej planecie i na jej satelicie są identyczne. Naukowcy przeanalizowali (prócz skał ziemskich) próbki przywiezione z Księżyca przez astronautów z misji Apollo 12, 15 i 17. Wyniki badań opublikowali w „Science".

Co możemy powiedzieć na podstawie tych badań? Po pierwsze, możemy odrzucić teorię powstania Księżyca głoszącą, że satelita został przechwycony przez Ziemię już uformowany. W takim wypadku powinien, z prawdopodobieństwem 99 proc., mieć inną procentową zawartość izotopów tlenu.

Wyniki opublikowane w „Science" ujawniają nowe szczegóły przebiegu kolizji Ziemi i Thei. Dotychczas uważano, że globy zderzyły się pod kątem 45 stopni. Ale gdyby tak było, Księżyc składałby się w większej mierze ze szczątków Thei. Wyniki badań kalifornijskich naukowców sugerują, że było to zderzenie czołowe. Thea (która była protoplanetą, a więc ciałem nie tak zwartym jak planeta) wymieszała swą materię z materią Ziemi (wówczas jeszcze bardzo młodej i gorącej).

Thea była ciałem, które utworzyło się na tej samej orbicie okołosłonecznej co Ziemia, ale była od niej mniejsza, wielkością zbliżona do Marsa. W wyniku zderzenia przestała istnieć, część jej szczątków zmieszała się z Ziemią, część wyrzucona została na orbitę, gdzie utworzyła pierścień, z którego potem uformował się Księżyc. Niektórzy twierdzą nawet, że były to dwa księżyce, które potem połączyły się: według tej teorii drugi księżyc rozpłaszczył się na ciemnej stronie Księżyca.

O tym, że Thea i Ziemia mogły zderzyć się czołowo, mówił już w roku 2012 astronom Matija Ćuk z Harvardu. Według jego hipotezy Thea miałaby być maleńka (ok. 2 proc. masy Ziemi), a dynamika uderzania olbrzymia dzięki dużej prędkości obrotowej Ziemi.