Она развилась из предположения Уильяма Хартмана, геохимика из Института планетарной науки в Туксоне, штат Аризона, и его коллеги Дональда Р. Дэвиса. В 1975 году они высказали мысль, что в образовании Луны важную роль могли играть удары и столкновения «Satellitesized Planetesimals and Lunar Origin», «Icarus», том 24). Согласно их вычислениям частота, с которой планеты подвергались бомбардировке со стороны мелких и крупных астероидов на последних стадиях своего формирования, была гораздо выше, чем в настоящее время. Некоторые астероиды были достаточно велики, чтобы при ударе отколоть часть планеты; в случае с Землей этот осколок превратился в Луну.
Идея была подхвачена двумя астрофизиками, Аластером Дж. У. Камероном из Гарварда и Уильямом Р. Бардом из Калифорнийского политехнического института. Их работа «Origin of the Мооп» («Lunar Science», том 7, 1976) описывала небесное тело размером с планету — не меньше Марса, — летящее навстречу Земле со скоростью 24 500 миль в час. Это тело появилось из-за границ Солнечной системы и двигалось к Солнцу, но на его пути оказалась Земля с ее все еще находящейся в стадии формирования орбитой. «Скользящий удар» (рис. 41) слегка повернул Землю, что привело к наклонению ее эклиптики (в настоящее время наклонение составляет 23,5 градуса), а также нагреву и частичному расплавлению верхних слоев двух небесных тел, в результате чего произошел выброс испарившихся пород на орбиту вокруг Земли. Масса этого выброса в два раза превышала массу Луны, а сила его была такова, что вещество рассеялось на значительном расстоянии от Земли. Часть вещества упала обратно на Землю, но достаточное его количество оказалось довольно далеко, в конечном итоге конденсировалось и превратилось в Луну.
Эта теория «столкновения-выброса» была усовершенствована авторами по мере того, как возникали различные вопросы, а также модифицирована другими коллективами ученых, которые применили методы компьютерной симуляции (лидировали в этих исследованиях группы А. С. Томпсона и Д. Стивенсона из Калифорнийского политехнического института, X. Дж. Мелоша и М. Киппа из Национальной лаборатории в Сандии, и В. Бенца и У. Л. Слаттери из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе).
В соответствии с этим сценарием (на рис. 42 изображена смоделированная последовательность общей длительностью около восемнадцати минут) удар привел к сильнейшему нагреву (возможно, до 12 000 градусов по Фаренгейту), что вызвало расплавление обоих небесных тел. Основная масса ударившего в Землю тела опустилась к центру расплавившейся Земли, а часть обоих небесных тел испарилась и была с силой выброшена наружу. Охлаждаясь, Земля видоизменилась — в ее центре появилось богатое железом ядро. Часть выброшенного в пространство вещества упала на Землю, а остальная — в основном принадлежавшая пришельцу — охладилась и конденсировалась на некотором расстоянии от нашей планеты, превратившись в Луну, вращающуюся вокруг Земли.
Другим существенным отступлением от первоначальной теории «большого удара» стало осознание — в целях разрешения вопросов, касающихся химического состава — что пришелец должен был сформироваться в той же области пространства, что и Земля, а не за пределами Солнечной системы. Но в таком случае, откуда у него взялась огромная кинетическая энергия, достаточная для испарения вещества?
Существует еще и вопрос вероятности, на который обратил внимание сам Камерон во время выступления на гавайской конференции. «Какова вероятность того, — спрашивал он, — что внепланетарное тело массой не меньше, чем у Марса, находилось внутри Солнечной системы в момент времени, подходящий для нашего предполагаемого столкновения?» Он считал, что через 100 миллионов лет после формирования планет внутри новорожденной Солнечной системы сохранялась серьезная нестабильность и присутствовало достаточное количество «протопланетных остатков», чтобы сделать столкновение с крупным объектом вполне вероятным.
Последующие расчеты показали, что для получения конечного результата объект, с которым столкнулась Земля, должен был быть в три раза больше Марса. Это обострило вопрос, где и как в окрестностях Земли могло образоваться такое небесное тело. В ответ астроном Джордж Уэтерил из Института Карнеги произвел обратные расчеты и обнаружил, что внутренние планеты Солнечной системы могли образоваться из вращающегося пояса, состоявшего примерно из пятисот планетезималей. Постоянно сталкиваясь друг с другом, небольшие планетезимали послужили строительным материалом как для планет, так и для небесных тел, продолжающих бомбардировать их. Вычисления подтверждают правдоподобность теории «большого удара» в ее модифицированном виде, то есть в виде сценария «столкновение-выброс» с выделением огромного количества тепла. «Тепло, выделившееся при таком ударе, — делает вывод Уэтерил, — расплавило бы оба тела». Это объясняет, во-первых, возникновение железного ядра у Земли, а, во-вторых, существование океанов расплавленной магмы на Луне.
Несмотря на то, что эта последняя версия теории все же оставляет без ответа многие вопросы, участники конференции 1984 года были готовы — к моменту окончания конференции — принять гипотезу «столкновения-выброса», причем не столько из-за убеждения в ее верности, сколько из-за раздражения. «Так получилось, — писал в своем резюме Вуд, — в основном потому, что несколько независимых исследователей доказали, что теория конденсации, завоевавшая наибольшее признание у занимающихся изучением Луны ученых (по крайней мере, на подсознательном уровне), не объясняет, откуда у системы Земля — Луна взялся такой момент импульса». И действительно, многие участники конференции, включая самого Вуда, видели недостатки, присущие новой теории. «Железо, — указывал Вуд, — на самом деле довольно летучее вещество, и оно должно было разделить судьбу таких элементов, как натрий и вода». Другими словами, оно не должно было опуститься к центру Земли, как того требует новая теория. В случае расплавления Земли было бы невозможно такое изобилие воды на планете, не говоря уже о большом количестве железа в земной мантии.
Поскольку каждый вариант гипотезы «большого удара» предполагал расплавление Земли, необходимо было найти свидетельства этого события. Однако в 1988 году на конференции, посвященной вопросу происхождения Земли, прозвучало ошеломляющее заявление об отсутствии таких свидетельств. Если бы Земля расплавилась, а потом вновь затвердела, различные элементы ее горных пород кристаллизовались бы по-другому и появлялись бы в определенных соотношениях, но этого не наблюдалось. Еще одним следствием было бы изменение хондритов — самых старых минералов на Земле, которые также найдены в составе метеоритов — однако и их обнаружено не было. Один из исследователей, А. И. Рингвуд из Австралийского национального университета, распространил эти тесты на более чем десяток элементов, относительное изобилие которых не наблюдалось бы сегодня, если бы земная кора сформировалась после расплавления Земли. В обзоре этих открытий (журнал «Science», 17 марта 1989 года) указывалось, что на конференции 1988 года геохимики «согласились, что сильный удар с неизбежным расплавлением Земли не согласуется с данными геохимии. Состав верхних нескольких сот километров мантии указывает на то, что она никогда полностью не расплавлялась». «Геохимия, — заключают авторы журнальной статьи, — похоже, становится потенциальным камнем преткновения для теории происхождения Луны в результате гигантского столкновения».
