El sistema solar se formó hace aproximadamente 4.600 millones de años. Si bien no podemos presenciar el evento, los científicos lo reconstruyen a través de modelos teóricos y evidencia empírica. Una enorme nube compuesta principalmente de hidrógeno colapsó bajo la gravedad, incendiando el Sol en su núcleo. La radiación solar resultante empujó los elementos más ligeros hacia afuera, mientras que la gravedad atrajo los átomos más pesados hacia adentro, preparando el escenario para la formación de planetas.
A medida que la gravedad del Sol se equilibraba con la presión exterior, los átomos cercanos comenzaron a acumularse en grupos cada vez más grandes. Estos protoplanetas crecieron colisionando entre sí y finalmente formaron los planetas que vemos hoy. La proximidad al Sol determinó la composición:los planetas interiores incorporaron materiales más pesados, mientras que los cuerpos exteriores retuvieron elementos más ligeros. Dentro de cada planeta, la diferenciación concentró los materiales más densos hacia el núcleo, dejando sustancias más ligeras más cerca de la superficie.
A principios de la década de 1970, los científicos planetarios propusieron la hipótesis del impacto gigante (o de gran impacto). Postula que un cuerpo del tamaño de Marte, a menudo llamado Theia, chocó con la protoTierra. El impacto indirecto expulsó una cantidad significativa de material exterior de la Tierra a la órbita, que luego se fusionó en la Luna. El impacto también inclinó el eje de rotación de la Tierra unos 23,5°, produciendo el ciclo estacional que experimentamos.
Debido a que el núcleo del cuerpo en colisión se fusionó con el de la Tierra, sólo el material más ligero, parecido a una corteza, fue arrojado al espacio. En consecuencia, la masa de la Luna está agotada en hierro y otros elementos pesados, lo que le da una densidad menor que la de la Tierra. Esta observación, junto con el giro sincrónico de la Tierra y la Luna y la coincidencia precisa de las firmas isotópicas, respalda firmemente el modelo del impacto gigante.
