舉頭望明月，低頭思故鄉……對人類來說，天空中明亮、又肉眼可見的天體除了太陽就是月球了，但關於“
月球是如何形成的”卻是學界最大的謎團之一。而對於月球的由來，學界也眾說紛紜，同時也誕生了很多理論，如分裂說、捕獲說、地月孿生生說等等。其中普遍認可的一個理論是“大碰撞說”，不過依然有些細節存在爭論。
據《每日星報》3月10日報道，最新發表於《自然-地球科學》期刊的一研究報告稱，科學家分析了月球深層樣品，發現地球和月球具有明顯不同的氧同位素，這個一發現將大大支持了“大碰撞說”理論。
什麼是大碰撞說？
“大碰撞說（giant-impact hypothesis）”理論起源於20世紀70年代中期，說的是在大約45億年前，有一顆與火星大小差不多或更小、被命名為‘忒伊亞’（Theia，古希臘女神的名字）的行星和地球正面碰撞。碰撞產生的能量讓地球產生了岩漿、海洋，同時四散的碎片在地球軌道周圍被吸積形成了早期的月球。
而忒伊亞的內核和地球的內核後來融合為一體，這也解釋了為什麼地球的地核會比其他行星稍大的原因。該理論同時也解釋了地球和月球彼此旋轉的方式和速度。因為它們被潮汐鎖定，也意味著月球繞著地球旋轉時始終顯示出與地球相同的一面。
大碰撞說的爭議之處，為何月球和地球那麼像？
假設這顆“忒伊亞”是存在的，這個理論是成立的。那麼按照邏輯，月球組成成分應該和地球不同，畢竟月球的大部分物質來自忒伊亞。原因是太陽系中的大多數天體都具有獨特的化學成分，以反應出各自與太陽的距離。另外模型模擬顯示，月亮的70％至90％是來自另外一個天體。但是半個世紀來的各種分析都表明，月球上的鈦、鎢、鉻、銣、鉀等元素同位素特徵都和地球相同，這點和“大碰撞說”矛盾。
而地月存在少數不同之處是，月球的鐵含量不多，而產生水所需的氫元素也較少。不過大碰撞理論對此的解釋是，鐵是一種比較重的元素，所以大部分留在地球上；而較輕的元素被強烈碰撞產生的能量蒸發，所以月球的氫元素比較少。
但是為何月球和地球那麼像呢？一個解釋是忒伊亞和地球相撞，碎片混合過程要比想象中劇烈。不過這解釋比較蒼白無力。
新研究發現氧同位素差異，或能填補理論缺口！
來自美國新墨西哥大學（The University of New Mexico）天文學家埃裡克·卡諾（Erick Cano）領導的團隊決定以另一種方法重新研究阿波羅樣本（阿波羅任務在月球帶回了22千克的岩石和塵埃，由於每個樣本都是在月球的不同位置收集的，這意味著它們具有完全不同的特徵），對一系列月球樣品中的氧同位素水平進行了新的高精度測量。
在化學中，任何元素的原子核都是由質子和中子組成的。元素的同位素在核中的質子數量與常規形式相同，但中子的數量不同。過去的研究檢測工作將月球所有樣本的同位素數據平均在一起而忽略了岩石類型的差異，可能無法準確地描述地球與月球之間的差異。團隊詳細檢測了不同岩石的氧同位素組成，
發現每個岩石之間的差異很大，而且深層樣本的氧同位素比地球還要輕！同時也可以說明，忒伊亞和地球撞擊的殘餘物還殘留在月球的地函中。
埃裡克表示：“很明顯，在巨大的撞擊過程中，忒伊亞和地球撞擊的殘餘物還殘留在月球的地函中，尚未完全被消化。另外相信受重力影響，更重的同位素會更靠近太陽方向。與地球相比，這顆天體形成的地球距離太陽比太陽還要遠，因此忒伊亞必然擁有更多的更輕的氧同位素。”
不過團隊也表示，如今的研究都來自當初阿波羅任務帶回的樣本，樣本有限，研究不夠深入。未來需要更多、更深層的月球樣本，才能解開月球的形成之謎。期待接下來的幾年內，人類能再次重返月球，能進一步研究我們的衛星。
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