A Holdról begyűjtött ásványok legújabb izotópvizsgálatának eredményei megkérdőjelezik az égi kísérőnk keletkezéséről formált aktuális elméleteket. A kutatók többsége úgy véli, hogy a Föld létezésének korai szakaszában összeütközött egy Mars méretű bolygóval, a Theiával, és ennek eredményeképp egy olvadt kőzetekből álló gyűrű került pályára bolygónk körül, amelyből később összeállt a Hold. A Theia valószínűleg a Nap-Föld rendszer L4 vagy L5 Lagrange-pontjában keletkezett, és a Földével megegyező sugarú pályán keringett, de néhány tízmillió éven belül pályája instabillá vált, emiatt történt az ütközés. A Theia-elmélet (vagy nagy becsapódási elmélet) számítógépes szimulációi azt mutatják, hogy ahhoz, hogy az ütközés a ma ismert fizikai törvényeknek megfelelően játszódjon le, a pályára kerülő magma legalább 40 százalékának a Theia anyagából kellett kiszakadnia.
A hipotézis tesztelésének egyik módja a holdkőzetek izotópjainak vizsgálata. A legtöbb elem több különböző tömegszámú változatában fordul elő a természetben, az oxigénnek például három stabil izotópja van: 16-os, 17-es és 18-as tömegszámú változatban létezik. A tömegszám az atommagban megtalálható protonok és neutronok együttes számát jelzi, az oxigén esetében ez az említett izotópoknál 8 protont és 8, 9 vagy 10 neutront jelent. Bármilyen természetes földi oxigénmintát megvizsgálva abban körülbelül egyforma lesz ezen izotópok aránya (99,76% oxigén-16, 0,038% oxigén-17 és 0,205% oxigén-18). Meteoritok vagy más bolygókról származó minták esetében azonban rendszerint ettől eltérő arányokat találunk. Így ha a földivel azonos izotóp-összetétel mérhető valamely mintában, akkor az nagy valószínűséggel bolygónkról származik.
Előzetes kutatások alapján a holdkőzetek oxigénizotópjainak aránya azonos a földi mintákban megtalálhatóval. A Theia-elmélet szerint viszont a Hold 40 százaléka egy másik bolygó kőzeteiből épül fel, amelyre feltételezhetően más arányok jellemzőek. Az elmélet és a mérések így statisztikailag nem férnek össze. Elképzelhető persze, hogy a Föld légköréből további oxigéngázt jutott az ütközés után formálódó magmakorongba, amely így bolygónkéval egységes karakterisztikát vett fel.
Junjun Zhang, a Chicagói Egyetem geokémikusa és kollégái a Berni Egyetem kutatóival közösen végzett kutatásukról a Nature Geoscience oldalain számolnak be. A kutatás során a titán különböző izotópjait vizsgálták összesen 24 holdról származó mintában. A titán 47-es és 50-es tömegszámú izotópjainak aránya a mintákban szintén jó indikátora annak, hogy egy kőzet a Földről származik-e. Az eredmények azt mutatták, hogy a földi és holdi minták azonos eredetűek, és eltérnek a Naprendszer másterületeiről származó kőzetektől. Zhang szerint a titán magas forráspontja miatt meglehetősen valószínűtlen, hogy a Föld titángázt adott volna le a magmakorongnak. „Míg az oxigén izotóp-összetételét nagyon könnyű homogenizálni annak illékony természete miatt, a titán esetében egy ilyen kiegyenlítődési folyamat sokkal nehézkesebben menne végbe” ‒ mondja a kutató.
Ha a Theia-elmélet nem tartható fenn, akkor viszont hogyan keletkezett a Hold? Egy másik elképzelés szerint egy Földet súroló objektum annyira felgyorsította a tengely körüli forgást, hogy bolygónk anyagának egy részét kivetette magából, és ebből az anyagból jött létre először az olvadt kőzetekből álló gyűrű, majd ebből a Hold. Ez megmagyarázná a két égitest gyakorlatilag azonos anyagát. Ezzel az elmélettel is vannak azonban problémák, például hogy hova tűnt az említett extra perdület égi kísérőnk megformálódását követően. A kutatók az ellentmondásos eredmények ellenére egyelőre nem tekintik megcáfoltnak a Theia-hipotézist, mivel ennél jobb modell pillanatnyilag nem áll rendelkezésre.
A svédországi Lund Egyetem bolygókutatója, Matthias Meier szerint a számok meggyőzőek, de ő sem kész feladni a Theia-elméletet. „Úgy gondolom, hogy az elképzelés azon elemei, miszerint egy becsapódási esemény során magmakorong jött létre, majd ebből később összeállt a Hold, valószínűleg helyesek, azonban ez a tanulmány rámutat arra, hogy még mindig nincsenek pontos elképzeléseink arról, hogy mindez hogyan ment végbe” ‒ mondja.
 
