לפני כ-4.5 מיליארד שנים, התרחש האירוע המכריע ביותר בהיסטוריה של כדור הארץ. גוף שמיימי ענק בשם תיאה (Theia) התנגש בכדור הארץ הצעיר. עם זאת, כמה מהשאלות כיצד התפתח אירוע ההתנגשות ומה בדיוק קרה לאחר מכן, נותרו פתוחות, לרבות הגודל, ההרכב והמיקום במערכת השמש (פנימית או חיצונית) של תיאה.
הוודאות היחידה היא בדבר השינוי שחל בגודלו, בהרכבו ובמסלולו של כדור הארץ כתוצאה מהאירוע המכונן. בעקבותיו נוצר הירח - הלוויין הטבעי היחיד של כדור הארץ (משחר האסטרונומיה המודרנית, הוצעו לפחות ארבע השערות למקורו של הירח).
קשה למצוא תשובות לשאלות שנותרו פתוחות, שכן ההתנגשות השמידה לחלוטין את תיאה. אף על פי כן, עדיין ניתן למצוא עקבות שלה כיום, למשל בהרכב כדור הארץ והירח של ימינו. במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Science, צוות חוקרים בינלאומי השתמש במידע זה כדי לגלות את "רשימת המרכיבים" האפשרית של תיאה - ולאתר בנוסף את מקום הימצאותה באותה העת. אגב, מקור שמה של תיאה הוא הטיטאנית תיאה מהמיתולוגיה היוונית. במיתולוגיה היוונית הייתה תיאה אמה של סלנה, אלת הירח.
במערכת השמש הקדומה, האיזוטופים של יסוד נתון כנראה לא היו מפוזרים באופן שווה. בקצה החיצוני של מערכת השמש, למשל, האיזוטופים הופיעו ביחס שונה במקצת מאשר בקרבת השמש. איזוטופים הם אטומים של אותו יסוד, להם אותו מספר פרוטונים, אך מספר שונה של נויטרונים. כתוצאה ממספר הנויטרונים השונה, כל איזוטופ נושא מספר מסה שונה.
במחקר הנוכחי, החוקרים קבעו את היחס בין איזוטופים שונים של ברזל בסלעי כדור הארץ והירח בדיוק חסר תקדים. לשם כך, הם בחנו 15 סלעים יבשתיים ושש דגימות ירח שאסטרונאוטים ממשימות אפולו הביאו בחזרה לכדור הארץ. התוצאה אינה מפתיעה כלל: כפי שמדידות קודמות של יחסי האיזוטופים של כרום, סידן, טיטניום וזירקוניום כבר הראו, כדור הארץ והירח אינם ניתנים להבחנה במובן זה.
עם זאת, הדמיון הרב אינו מאפשר הסקה ישירה לגבי תיאה, נוכח תרחישי התנגשות אפשריים כה רבים. למרות שרוב המודלים מניחים שהירח נוצר כמעט אך ורק מחומר שמקורו בתיאה, ייתכן גם שהוא מורכב בעיקר מחומר ממעטפת כדור הארץ הקדומה או שהסלעים מכדור הארץ ומתיאה התערבבו.
החוקרים בחנו לא רק איזוטופים של ברזל, אלא גם איזוטופים של כרום, מוליבדן וזירקוניום. "ליסודות אלה יש זיקה שונה למתכת ולכן הם מתחלקים למעטפות פלנטריות בפרופורציות שונות. זו הסיבה שזהב כה נדיר ויקר", הסביר פרופ' ניקולס דאופה מאוניברסיטת שיקגו ומאוניברסיטת הונג קונג, שנמנה על צוות המחקר. "הם נותנים לנו גישה לשלבים שונים של היווצרות כוכבי לכת".
הרבה לפני המפגש ההרסני עם תיאה, התרחשה מעין התמיינות בתוך כדור הארץ הקדום. עם היווצרות ליבת הברזל, הצטברו שם יסודות מסוימים כמו ברזל ומוליבדן. אותם יסודות נעדרו במידה רבה מהמעטפת הסלעית. הברזל שנמצא במעטפת כדור הארץ כיום יכול היה להגיע רק לאחר היווצרות הליבה, למשל על גבי תיאה. יסודות אחרים כמו זירקוניום, שלא שקעו בליבת כדור הארץ, מתעדים את כל ההיסטוריה של היווצרותו.
מההרכבים האפשריים מבחינה מתמטית של תיאה וכדור הארץ הקדום, הנובעים מהחישובים, חלקם ניתנים לשלילה כבלתי סבירים. בעוד שהרכב כדור הארץ הקדום יכול להיות מצג בעיקר כתערובת של מטאוריטים ידועים, זה לא המקרה עם תיאה.
מטאוריטים שונים מקורם באזורים שונים במערכת השמש החיצונית. לכן, הם משמשים כחומר ייחוס לחומר הבנייה שהיה זמין במהלך היווצרות כדור הארץ הקדום ותיאה. במקרה של תיאה, לעומת זאת, ייתכן שהיה מעורב גם חומר לא ידוע קודם לכן. חוקרים סבורים שמקורו של חומר זה קרוב יותר לשמש מאשר לכדור הארץ. לפיכך, החישובים מצביעים על כך שתיאה מקורה קרוב יותר לשמש מאשר לכדור הארץ.
