محققان با کمک نمونه کریستال‌هایی که ماموریت آپولو بیش از نیم قرن پیش به زمین آورد نتیجه‌گیری کرده‌اند که ماه ۴۰ میلیون سال زودتر از آنچه تخمین زده می‌شد شکل گرفت.
ماه در دوران هرج‌ومرج‌زده اولیه منظومه شمسی به وجود آمد، زمانی که اجرام در اندازه‌های مختلف در اطراف منظومه در حرکت بودند.
مهمترین نظریه در مورد نحوه تشکیل ماه می‌گوید که جرمی بزرگ، شاید به اندازه مریخ، به زمین برخورد کرد و آنچه در اثر این برخورد به فضا پرتاب شد در نهایت گرد هم آمد و ماه را تشکیل داد.
این موضوع با کمک نمونه‌هایی که فضانوردان در ماموریت‌های آپولو به زمین آوردند روشن شده است.
این نمونه‌ها نشان می‌دهد که از برخی جهات ترکیب ماه شباهت زیادی به زمین دارد بنابراین احتمالا سرمنشاء مشابهی دارند اما اختلاف‌هایی هم وجود دارد. برای مثال مواد فرار در نمونه‌های ماه خیلی کمتر از زمین است که دانشمندان فکر می کنند به این دلیل است که این مواد در جریان برخورد از میان رفت.
در مطالعه تازه جنیکا گریر و همکارانش در دانشگاه گلاسکو اسکاتلند در نمونه‌هایی که فضانوردان در آخرین ماموریت آپولو در سال ۱۹۷۲ با خود آوردند کریستال زیرکن پیدا کردند.
این ماده خوبی برای تاریخ‌گذاری است از جمله به این دلیل که خیلی مقاوم است، یعنی حتی وقتی در معرض حرارت بالا قرار گرفت و ذوب شد، باز هم زیرکن آن باقی می‌ماند.
به علاوه کریستال زیرکن به هنگام تشکیل حاوی اورانیوم است که در طول زمان دچار واپاشی می‌شود و سرب به جا می‌گذارد. بسته به اینکه چه مقدار سرب با هسته پرتوزا در کریستال زیرکن باقی می‌ماند می‌توان به قدمت ماده پی برد.
آنها از تکنیکی در ابعاد بسیار ریز به نام «اِی پی تی» (برش‌نگاری کاوشگر اتمی) استفاده کردند تا توزیع سرب در کریستال‌های زیرکن را بررسی کنند که نشان داد به صورتی یکنواخت پخش شده‌اند. این یکدستی دقت تاریخ گذاری با این روش را ثابت می‌کند.
این مطالعه حداقل سن ماه را حدود ۴۰ میلیون سال عقب می‌برد.
مطالعه تازه در دانشگاه گلاسکو نشان می‌دهد که برخی از کانی‌های زیرکن چهار میلیارد و ۴۶۰ میلیون سال قبل، از مواد مذاب شکل گرفت، که حدود ۱۰۰ میلیون سال بعد از تشکیل اولین اجرام جامد در منظومه شمسی است.
محققان در استرالیا قبلا با مطالعه نمونه‌های آپولو به این نتیجه رسیده بودند که قدمت کریستال‌های ماه چهار میلیارد و ۴۲۰ میلیون سال است.
محققان می‌گویند که این خدمت بزرگی به بحث طولانی درباره سن واقعی ماه است. پروفسور سارا راسل، سیاره‌شناس و کانی‌شناس کیهانی از موزه تاریخ طبیعی لندن، می‌گوید که این یافته موید این فرض است که شکل‌گیری ماه نه یک روند ناگهانی بلکه تدریجی بوده است.
او با اشاره به ژئولوژی پیچیده قمر زمین می‌گوید: «ماه در طول میلیون‌ها سال شاهد شکل‌گیری سنگ و صخره بعد از تشکیل اولیه بوده است. بنابراین احتمال دارد که آتشفشان‌ها برای مدتی در سطح ماه فعال بودند. همچنین در دوره ابتدایی منظومه، ماه در معرض برخوردهای زیاد اجرام آسمانی بوده که باعث ذوب مواد در سطح آن شده است. همه اینها مسبب ژئولوژی جالب‌تری از آنچه تاکنون تصور می‌کردیم بوده است.»
ماه چطور شکل گرفت؟
به گفته منجمان ماه احتمالا زاده تخریب است.
چندین نظریه درباره نحوه تشکیل ماه وجود دارد، اما بسیاری از آنها اشتراک نظر دارند که در ابتدای تشکیل منظومه شمسی در ۴.۵ میلیارد سال قبل، جرمی بزرگ شاید به اندازه مریخ یا شاید یک رشته اجرام به زمین برخورد کرد که باعث پرتاب مواد مذاب به فضا و ادغام آنها در یکدیگر و تشکیل ماه شد.
منظومه شمسی در دوران ابتدایی جای پرهرج و مرجی بود. قطعات به جا مانده از تشکیل خورشید در دیسکی در اطراف این ستاره جمع شدند و قلوه‌هایی را تشکیل دادند که اندازه آنها از ذرات غبار تا سیارات کوچک متفاوت بود.
گرانش باعث شد این اجرام ریز و درشت به هم برخورد کنند که به تدریج به تشکیل سیارات، اقمار آنها، سیارک‌ها و سایر اجرام منجر شد.
آنچه درک ما را از ماه دگرگون کرد ماموریت‌های آپولو در اواخر دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰ بود.
تا پیش از آن تصور بر این بود که ماه جرمی معلق در منظومه بود که به دام میدان گرانشی زمین افتاد یا همزمان با زمین شکل گرفت. اما بعد از مطالعه صدها کیلوگرم نمونه‌هایی که ماموریت‌های آپولو آوردند این نظریه‌ها از سکه افتاد و نظریه برخورد قوت گرفت.
پژوهشگران در مطالعه تازه تاکید کرده‌اند که یافته آنها بیشترین سن تا امروز برای ماه را نشان می‌دهد اما به آن معنی نیست که آنها عمر دقیق ماه را می‌دانند و این پرونده مختومه است.
ترکیب نمونه‌های آپولو نشان می‌داد که ماه در دوران شکل‌گیری برای ده‌ها تا صدها میلیون سال پوشیده از اقیانوس عمیقی از مواد مذاب بود، شرایطی که بعد از یک برخورد شدید اتفاق می‌افتد.
به علاوه کمبود عناصری که در اثر حرارت فرار می‌کنند نشانه دیگری از یک برخورد شدید است.
اما مهمترین یافته این بود که ماه احتمالا زمانی بخشی از زمین بوده است، یعنی سنگ‌های بازالت آتشفشانی از گوشته ماه شباهت فوق العاده‌ای به سنگ‌های بازالت از گوشته زمین دارند.
ایزوتوپ‌های اکسیژن و سایر عناصری که در نمونه‌های ماه به تله افتاده، با آنچه در سنگ‌های زمینی یافت می‌شود تطبیق می‌کند.
قبلا این سوال مطرح بود که اگر شی برخوردکننده به زمین ترکیبی متفاوت از زمین داشت باید انتظار می‌داشتیم که ماه هم ترکیبی متفاوت از زمین داشته باشد، درحالی که اینطور نیست.
با این حال مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۵ توسط محققان اسرائیلی و فرانسوی با کمک شبیه‌سازی‌ها نشان داد که سیاره برخوردکننده به زمین، در واقع، از موادی بسیار مشابه سیاره ماه تشکیل شده بود.
