Formación del Sistema Solar y de la Tierra: Origen de la Luna

Teorías sobre la formación del Sistema Solar

Una teoría científica sobre el origen del Sistema Solar debe cumplir tres condiciones:

Basarse en hechos: en observaciones o experiencias, para que esté fundada.
Explicar esos hechos y observaciones: debe dar sentido a los fenómenos que ocurren y ayudar a entenderlos.
Ser refutable: tiene que ser posible comprobar si no es correcta.

El Sol y todos los planetas giran en el mismo sentido: cuando se dan regularidades, sin que exista casualidad, debe haber alguna razón que lo justifique.
Las órbitas de todos los planetas son elipses: con muy poca excentricidad, de forma que su forma se aproxima a la de la circunferencia.
Las órbitas de todos los planetas se sitúan aproximadamente en el mismo plano: denominado eclíptica, que coincide con el plano ecuatorial del Sol.
Los planetas interiores son pequeños y densos, y los exteriores son grandes y ligeros.
Todos los cuerpos celestes rocosos presentan numerosos cráteres de impacto.

Nebulosa inicial: una nebulosa giratoria de polvo y gas, cuyas dimensiones eran superiores a las del Sistema Solar, comenzó a contraerse.
Colapso gravitacional: la contracción o colapso formó una gran masa central y un disco giratorio a su alrededor.
Formación del protosol: la colisión de las partículas en la masa central liberó gran cantidad de calor. Comenzó la fusión nuclear del hidrógeno, que marcó el nacimiento de una estrella, el protosol, en el interior de la nebulosa.
Formación de planetesimales: las partículas de polvo y gas que formaban el disco giratorio alrededor del protosol siguieron un proceso de agrupación. Formáronse gránulos de algunos milímetros, de cuyas colisiones y fusiones se originaron cuerpos mayores, los planetesimales, con tamaños entre algunos cientos de metros y kilómetros.
Formación de protoplanetas: las colisiones de los planetesimales y su unión, mediante acreción, originaron los planetas primitivos o protoplanetas.
Barrido de la órbita: como consecuencia del proceso de acreción, cada protoplaneta fue despejando su zona orbital de planetesimales.

La formación de la Tierra pudo producirse de la siguiente manera:

Formación del protoplaneta terrestre: acreción de planetesimales en el interior del disco nebular que rodeaba al protosol. El aumento de su campo gravitacional, a medida que aumentaba su tamaño, favoreció la acreción de nuevos planetesimales. En la zona interna del disco, los planetesimales más abundantes estaban constituidos por hierro y silicatos. Como consecuencia de los impactos de planetesimales se produjo un aumento de la temperatura.
Diferenciación por densidad: la Tierra primitiva debió estar parcialmente fundida, lo que favoreció que sus componentes mayoritarios se distribuyeran de acuerdo con su densidad. El hierro se desplazó a las zonas más profundas en un proceso denominado "catástrofe del hierro", que propició la formación del núcleo terrestre. Los gases del interior escaparon, dando lugar a la atmósfera, en un proceso denominado desgasificación del planeta. Este proceso marcó la evolución de la Tierra; sin él, puede que la vida no hubiera aparecido.
Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos: el bombardeo de planetesimales se redujo a medida que la Tierra fue despejando su órbita y comenzó a enfriarse. Al descender la temperatura de las rocas de la superficie, se favoreció la condensación del vapor de agua; las aguas ocuparon los relieves más bajos y se formaron los océanos. Esta Tierra, de hace 4200 millones de años, ya tenía océanos.

Acreción: es el crecimiento de un cuerpo por la agregación de cuerpos menores.

Polvo: son fragmentos microscópicos de agua helada expulsados al espacio interestelar.

Hipótesis gemela: la Luna se habría formado al mismo tiempo que la Tierra, en su zona orbital y siguiendo un proceso paralelo al de nuestro planeta. Es una opción muy plausible. La Luna tiene cien millones de años menos que nuestro planeta y, al estar en la misma zona del Sistema Solar, se habría formado a partir del mismo tipo de planetesimales, por lo que sus densidades deberían ser similares. Sin embargo, no es esto lo que ocurre.
Hipótesis de la captura: la Luna y la Tierra se habrían formado simultáneamente; la Luna se formó en una zona alejada del Sol y fue capturada por el campo gravitacional terrestre. No explica la diferencia de edad entre ambos cuerpos celestes.
Hipótesis de la colisión (hipótesis más aceptada hoy): en los primeros momentos de la existencia de la Tierra, un planeta de tipo terrestre colisionó con ella. Parte del astro que chocó constituyó una nube de residuos que quedó orbitando alrededor de la Tierra. La creación de estos materiales originó la Luna. Los materiales terrestres que participaron en la formación de la Luna serían los de la corteza y el manto, pero no los del núcleo; esto justificaría la diferencia de densidad.