Formation de la Lune
vignette|Vue d'artiste d'un impact géant similaire à celui qui aurait abouti à la formation de la Lune. La formation de la Lune est un phénomène généralement expliqué par l'impact d'une protoplanète contre la proto-Terre, créant un anneau de débris qui s'est finalement rassemblé en un seul satellite naturel, la Lune. Cependant, des variations de cette hypothèse d'un impact géant coexistent encore. D'autres scénarios proposés concernent par exemple la capture de ce corps, la fission, une formation commune ou des collisions de planétésimaux (formées à partir de corps de type astéroïde). L'hypothèse standard de l'impact géant suggère qu'un corps de la taille de Mars, appelé Théia, aurait heurté la proto-Terre, créant un grand anneau d'accrétion autour de la Terre, qui s'est ensuite accrété pour former la Lune. Cette collision a également entraîné l'inclinaison de l'axe de 23,5° de la Terre, provoquant ainsi les saisons. Ce modèle n'explique cependant pas certaines informations collectées sur le satellite. Ainsi, les rapports isotopiques de l'oxygène de la Lune semblent être essentiellement identiques à ceux de la Terre. Ceux-ci donnent cependant une signature unique et distincte pour chaque corps du Système solaire. Si Théia avait été une protoplanète distincte, elle aurait probablement eu une signature isotopique d'oxygène différente de celle de la proto-Terre, tout comme le matériau mixte éjecté. En outre, le rapport isotopique du titane de la Lune (50Ti / 47Ti) semble si proche de celui de la Terre (à moins de quatre parties par million) que la Lune ne devrait contenir qu'une faible de masse du corps entré en collision. La Lune commence à se former il y a d'années, environ d'années après la formation du Système solaire. Plusieurs mécanismes de formation sont proposés, parmi lesquels la fission de la Lune à partir de la croûte terrestre par la force centrifuge (ce qui exigerait une vitesse de rotation initiale de la Terre trop élevée), la capture gravitationnelle d'une Lune préformée (ce qui nécessiterait cependant une atmosphère terrestre étendue irréaliste pour dissiper l'énergie de la Lune de passage) et la co-formation de la Terre et de la Lune dans le disque d'accrétion primordial (qui n'explique pas la disparition des métaux dans la Lune).