大约在45亿年前，当时太阳系还处于幼年时期，一颗火星大小的行星与原初地球相撞，将我们年幼的地球炸得粉碎。地球的岩石不仅仅是熔化了；它们汽化了，岩石中的元素像沸水变成蒸汽一样变成了气体。最终，原始地球的残骸冷却并稳定下来，凝结成一个实心行星。剩余的物质形成了月球。
这是关于地球月球如何形成这一已持续数十年的故事中的最新转折，其依据是对这两个星球上元素的最新测量。
月球，我们最早的朋友，不仅仅是夜空中熟悉的景象；它决定着潮汐的涨落，稳定着地球的自转，并可能促成地震。它是我们除了地球之外，研究岩石世界形成的最佳之地。科学家们仍然不确定它是如何形成的，部分原因在于很难将月球的化学成分与其计算机模型所讲述的起源故事相协调。
在20世纪70年代，科学家们提出月球是由一次与火星大小的世界发生的擦边碰撞形成的。地球的表面会液化，一部分会被剥离。月球则由这些碎片和撞击者的剩余部分凝聚而成，这一情景被称为“大碰撞假说”。但阿波罗任务带回的月岩分析表明，事情并非如此简单。地球和月球岩石中元素的同位素组成相同。这意味着地球和那颗火星大小的撞击者也是相同的，这非常不可能。
为了解释这种相似性，科学家们需要想出一个办法，让月球主要由地球而不是撞击者形成，华盛顿大学圣路易斯分校的地质化学家王坤（Kun Wang）说。他对今年春天在一年一度的月球和行星科学会议上首次亮相的一个新计算机模型很感兴趣。在这个模型中，那颗火星大小的天体以极大的力量撞击地球，导致撞击者和地球的地幔汽化。
“也许核心仍然是固体的，但地幔以及那颗火星大小的行星本身，都汽化了，”王坤告诉《Popular Science》。“地球和那颗火星大小的行星，在撞击后，会完全蒸发。”
随着时间的推移，温度开始下降，蒸气开始凝结，形成液态的月球小滴。罗宾·卡纳普（Robin Canup），西南研究所的一位行星科学家说，这些物质最终会凝聚成一个盘状——有点像土星的环。月球最终由这些物质形成，其余大部分则落回了地球。
王坤今天在《Nature Geoscience》上发表了他对月岩的新分析，他说这支持了这一观点。关键在于钾，一种在地球和月球岩石中都大量存在的挥发性元素。王坤和他的合著者斯坦·雅各布森（Stein Jacobsen）检查了从几次阿波罗任务中带回的月尘，并计算了钾的同位素。元素K有三种稳定的同位素，但只有两种——钾-39和钾-41——的丰度足够高，可以精确计数，王坤说。他花了整整一年时间研究地球岩石，以微调他的测量，然后才尝试用月尘进行测量。
他发现月球样本具有更重的钾特征。王坤说，这支持了月球是由汽化的地球岩石形成的观点：较重的物质首先凝结，形成了月球。他说，同位素数据可以被用作一种“古压力计”，揭示了形成月球的地球毁灭性事件期间的物理条件。
卡纳普说，这一结果是推动新的和改进的月球形成理论的关键证据。
“数据走在了模型的前面，这是应该的。现在，我们这些做盘状结构和碰撞模型的人，将有责任去争论我们能否或能否不解释这个新数据，”她说。
