Das Kollisionsmodell der Mondentstehung besagt, dass der Mond durch die Kollision der frühen Erde mit einem zweiten, etwa marsgroßen Protoplaneten vor circa 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist. Der am weitesten verbreitete Name für diesen hypothetischen Protoplaneten ist Theia. Der Name leitet sich aus der griechischen Mythologie ab. Dort ist die Titanin Theia die Mutter der Mondgöttin Selene.
Verglichen mit anderen Planeten in unserem Sonnensystem fällt die Erde durch zwei besondere Merkmale auf. Das erste Merkmal ist flüssiges Wasser an ihrer Oberfläche, das zweite ist ihr Mond. Ein Mond an sich ist nichts besonderes, Jupiter etwa hat 79 bekannte Monde und auch was die pure Größe angeht kreisen deutlich größere Vertreter um andere Planeten.
Was den Erdmond besonders macht ist seine Größe relativ zur Erde. Sein Durchmesser beträgt mit ~3500km etwa ein Viertel des Erddurchmessers. Relativ zum umkreisten Planeten ist er damit gewaltig. Aber wie hat die Erde einen so großen Mond bekommen?
Andere Entstehungstheorien
Im Laufe der Astronomie wurden unterschiedliche Hypothesen entwickelt, wie das Erde-Mond-System im frühen Sonnensystem entstanden ist.
Eine der frühesten war, dass der Mond etwa zeitgleich mit der Erde aus der protoplanetaren Staub und Gas Scheibe entstand, aus der letztlich alle Planeten hervorgegangen sind. Gegen diese Hypothese steht der geringe Eisenanteil des Mondes. Hätte sich der Mond zusammen mit der Erde aus dem gleichen Material geformt, sollte die elementare Zusammensetzung der beiden Himmelskörper quasi identisch sein. Das ist allerdings nicht der Fall, weshalb die Theorie als sehr unwahrscheinlich gilt.
Die zweite, früher recht weitverbreitete Theorie besagt, dass der Mond schlicht an einem anderen Ort gebildet wurde und dann im Laufe der Jahr Millionen von der Erde eingefangen wurde. Obwohl diese Hypothese den geringen Eisenanteil rechtfertigen könnte, spricht die Isotopenzusammensetzung von Erd- und Mondgestein gegen diesen Vorschlag. Vergleicht man die Isotopen-Zusammensetzung von zum Beispiel Sauerstoff in Erd- und Mondgestein, sind die beiden Gesteine quasi identisch. Das spricht deutlich für einen Ursprung an einem ähnlichen Ort wie die Erde.
Sowohl die identische Isotopenzusammensetzung, als auch der geringe Eisenanteil könnten durch ein drittes Szenario erklärt werden. Diese besagt, dass sich die frühe, fast noch flüssige Erde zunnächst so schnell drehte, dass sich ein Teil löste und im Orbit um die Erde den Mond bildete. Bei der Rotation hätte sich Material der Erdkruste gelöst, das wenig Eisen enthält, womit der geringe Eisenanteil erklärt wäre. Trotzdem wurde auch diese Hypothese mittlerweile widerlegt. Genaue Analysen des Erde-Mond Systems haben gezeigt, dass dieses Modell schlicht nicht mit den physikalischen Eigenschaften des Erde-Mond-System übereinpassen, die wir heute beobachten.
Kollision mit Theia
Die Kollisionstheorie passt zu all diesen Beobachtungen und konnte in seiner mehr als 40-jährigen Geschichte nicht widerlegt werden. Der Grundgedanke der Idee ist, dass sich Erde und Theia etwa zur gleichen Zeit auf einer ähnlichen Umlaufbahn um die Sonne formten. Die Einflüsse von Jupiter und Venus veränderten Theias Umlaufbahn, was letztlich zu einer Kollision mit der Erde führte.
Dieses kataklismische Ereignis katapultierte große Mengen Gestein aus der Erdkruste in den Orbit. Die Überreste Theias taten dies ebenfalls, teilweise vermischten sie sich aber auch mit dem Erdgestein. Teile der abgesprengten Gesteinsbrocken sammelten sich auf einer Umlaufbahn um die Erde, wo sie sich mit der Zeit zusammenklumpten. Der geformte Klumpen ist heute unser Mond.
Forschung auf diesem Gebiet beschäftigt sich vorallem mit den Details des Zusammenstoßes, etwa durch Gesteinanalysen oder Simulationen, und mit der möglichen Beschaffenheit Theias.