地球の月は、軌道を回る惑星との比率において太陽系で最大であるとされています。Space.comのデータ分析によると、月の直径は地球の4分の1をわずかに上回っており、この異例の大きさを説明する有力な説として、約45億年前に火星サイズの天体が地球に衝突したという「巨大衝突説」が挙げられています。
「テイア」による衝突と月の形成
この説では、テイア（Theia）と名付けられた火星ほどの大きさを持つ天体が、初期の地球に斜めに衝突したとされています。この激しい衝突によって両方の天体の一部が蒸発し、地球の軌道上に溶融したデブリ（破片）のディスクが放出されました。その後、これらの破片が集まったことで現在の月が形成されたと考えられています。
かつては、月が別の場所で形成されて地球に捕獲されたという説や、高速回転していた地球の一部が切り離されたという説、あるいは地球と同時に同じ塵の雲から形成されたという説もありました。しかし、アポロ計画で持ち帰られた月の岩石と地球のマントルの岩石を化学的に比較したところ、両者は非常に似ていたため、これらの説は否定されました。
衝突天体の正体に関する新研究
最新の研究では、テイアが地球の「兄弟」のような世界であった可能性が示唆されています。アポロ計画の月サンプルや地球の岩石、隕石などを分析した結果、テイアは地球と同様に太陽系内側で形成された岩石惑星であり、地球よりも太陽に近い位置にあった可能性が高いとされています。
マックス・プランク太陽系研究所の地質学者ティモ・ホップ氏らによる分析では、鉄の同位体やモリブデン、ジルコニウムの同位体シグネチャーを調査しました。その結果、テイアは地球の質量の約5〜10％を持つ、金属の核を備えた岩石世界であったと推測されています。また、地球とテイアの両方が、既知の隕石コレクションには存在しない、太陽に極めて近い領域で形成された物質を含んでいることも明らかになりました。
地球の回転への影響
月の形成は、地球の自転速度にも影響を与えました。トロント大学カナダ理論天体物理学研究所のノーマン・マレー氏は、月が形成された約45億年前、地球の1日は10時間未満だったと述べています。しかし、その後の月の重力による引き込みによって地球の自転は徐々に遅くなり、1日が長くなっていきました。
南オーストラリアの堆積層の研究によれば、約6億2000万年前の1日は21.9時間であり、1年は400日だったと推定されています。これは、当時の月が現在よりも地球に近く、自転速度がより速かったことを示しています。