Планеты Солнечной системы образовывались из газопылевого диска (его также называют протопланетным), обращавшегося вокруг новорожденной звезды. Постепенно материя диска сбивалась в относительно крупные объекты, которые сталкивались друг с другом и в конце концов сформировали восемь планет (до недавнего времени их было девять, но в 2006 году Плутон лишили статуса планеты, а в 2008 году признали плутоидом). Большинство астрономов полагают, что Земля и Луна образовались при столкновении двух объектов размером примерно с Венеру или с Марс спустя 30 миллионов лет после формирования Солнечной системы.
Авторы новой работы решили проверить это предположение, проанализировав количество определенных химических элементов в земных ядре и мантии. Конкретно ученых интересовал изотоп вольфрама-182. Считается, что большая его часть образовалась при радиоактивном распаде гафния-182. Весь гафний превратился в вольфрам за 50-60 миллионов лет. Так как вольфрам "предпочитает" образовывать связи с металлами, а гафний преимущественно взаимодействует с силикатами коры, после своего образования первый должен был постепенно мигрировать к центру Земли, где находится металлическое ядро.
При столкновении двух планет, давших Луну и Землю, они нагрелись приблизительно до 7 тысяч градусов Цельсия - при такой температуре составляющие их вещества должны были расплавиться (или даже испариться) и перемешаться. В зависимости от того, успел или нет весь вольфрам-182 спуститься в ядро, его перемешивание с другими элементами должно было происходить по-разному. Соответственно, различным должно было оказаться и наблюдаемое сейчас исследователями распределение вольфрама.
Оценив количество вольфрама в земной коре, исследователи подставили полученное значение в разработанную ими модель перемешивания веществ при столкновении и выяснили, что к моменту встречи двух планет весь гафний уже превратился в вольфрам. По оценкам исследователей, столкновение должно было произойти не через 30 миллионов лет после формирования Солнечной системы, а примерно через 150 миллионов лет.
Недавно ученые-геологи провели работу, которая также помогает прояснить, какие процессы происходили на самых ранних стадиях формирования Земли. Исследователям удалось обнаружить самый старый из известных фрагмент земной коры. Его возраст составляет около 4,3 миллиарда лет.