根据大碰撞说，地球曾经在形成末期遭受到来自金星和火星轨道之间一个类似火星的大天体的撞击（图10-3），后来科学家把这颗淘气的天体用希腊女神的名字——忒伊亚（Theia，即月亮女神的母亲）命名。忒伊亚斜向撞向地球后，它的大量物质与地球合并到一起。它的铁核穿过地球的地幔，并很快和地球的内核融合到一起。同时，撞击使忒伊亚离地球最远一端的地幔被剥离了出来，并继续它的轨迹。很快，地球引力改变了它们的方向，使它们围绕地球转动，然后在那里被强大的潮汐力撕裂成小碎片。短短几小时内，地球吞没了忒伊亚4/5的质量，忒伊亚剩下的部分成了围绕地球的一圈碎屑盘。
地球碎屑盘的大部分物质都来源于忒伊亚，只有小部分来自地球本身，而这小部分中又有大部分来自地幔而非内核，这就是月球上缺乏铁元素的原因。碰撞产生了巨大的热能，由此碎屑盘的主要成分是与圆石一般大小的熔岩，以及气体。一些水分和其他挥发性物质在碰撞过程中蒸发而逃向太空，只剩下含有大量难熔元素和一些水分的岩石。
大碰撞发生后，碎屑盘开始将热量辐射到太空，并逐渐冷却。与此同时，碎屑盘里的引力相互作用使它的范围变得越来越大。碎屑盘内部的物质流向地球，而外部的物质则向外流。在几十年里，碎屑盘里的物质冷却并凝固，最终在地球的周围形成一个由岩石组成、比地球半径大几倍的碎屑盘。盘里的湍流和引力相互作用造成盘内不同区域的物质不断混合以及气体在盘内沿和地球大气之间来回运动，这很可能就是地球和月球有着相似的氧同位素的原因。
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图10-3 地球经历大碰撞事件后，月球的形成模拟图：1.大碰撞后6分钟；2.大碰撞后52分钟；3.大碰撞后2小时9分钟；4.大碰撞后4小时51分钟（图片来源：Adapted from a computer simulation by Robin Canup，Southwest Research Institute）
围绕地球转动的岩石颗粒被紧紧压缩到一起，发生了频繁碰撞，但并不是所有碰撞都会使天体合并。在靠近地球的地方，潮汐力会将较大的熔融天体撕碎并阻止颗粒合并在一起。只有在离地球3倍半径范围外的粒子才能克服潮汐力的影响，合并成更大的天体。这个距离被称为洛希极限，以前文提到的法国天文学家爱德华·洛希的名字命名。随着碎屑盘的冷却和扩张，固态物质在洛希极限外积累并很快合并成更大的天体。
但也不排除月球是单个天体清空碎屑盘物质后直接形成的可能性。而这个过程中有可能还产生了许多个超小卫星，但这些超小卫星并没有存在多久。地球和碎屑盘的潮汐力会迫使它们向外移动，而较大的超小卫星移动得更快。来自地球和碎屑盘的潮汐力很快导致它们合并在一起或坠落到地球。最多几千年后，就只剩下月球了。
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