¿Cómo se formó la Luna y por qué es Esencial para la Vida?

Lo más simple sería suponer que la Tierra y su Luna eran simplemente dos concentraciones de materia del disco protoplanetario alrededor del Sol, que estaban bastante juntos para orbitar entre sí. Pero los estudios hasta la fecha indican un escenario mucho más extraordinario. También extraordinaria es la sugerencia de Ward y Brownlee de que la presencia y la naturaleza de la Luna fueron esenciales para el desarrollo de la vida avanzada en la Tierra.

La Luna tiene sólo alrededor de 1/80-ava parte de la masa de la Tierra, y parece pequeña cuando se ve a escala. Luego, cuando se agrega la perspectiva de ampliar sus distancias relativas (abajo), parece sorprendente que la Luna tuviera importantes consecuencias para el desarrollo de la vida en la Tierra. Esto está mas acentuado aún, si se tiene en cuenta lo pequeñas que son las dos comparadas con el Sol. Pero, sorprendentemente, el papel de la Luna en la estabilización del eje de rotación de la Tierra pudo haber sido crucial para el desarrollo de la vida.

El ángulo de inclinación orbital de la Tierra, u "oblicuidad" con respecto al plano de la eclíptica es 23,5° y la conservación del momento angular exige que se mantenga esa dirección en el espacio a menos que actúe sobre él un par desequilibrado. Si la Tierra fuera perfectamente esférico simétrica, entonces, las fuerzas gravitacionales externas no podrían ejercer un par sobre ella, porque la naturaleza de la atracción gravitatoria sería equivalente a la acción sobre una masa puntual en el centro de la Tierra. Pero la Tierra es un esferoide achatado, con mayor diámetro en el ecuador y la distribución de la masa no es exactamente uniforme radialmente, por lo que son posibles los pares de fuerza. Las fuerzas gravitacionales también producen protuberancias de marea que distorsionan la simetría esférica. Sin embargo, si el ángulo de inclinación cambia, podría causar grandes cambios climáticos.

La evaluación de Ward y Brownlee sobre la estabilidad del eje de rotación de la Tierra es la siguiente. "Este ángulo ha sido casi constante durante cientos de millones de años a causa de los efectos gravitacionales de la Luna. Sin la Luna, el ángulo de inclinación deambularía en respuesta a los tirones gravitacionales del Sol y de Júpiter. El movimiento mensual de nuestra gran Luna, amortigua cualquier tendencia a cambiar el eje de inclinación. Si la Luna fuera más pequeña o estuviera más distante, o si Júpiter fuera más grande o estuviera mas cerca, o si la Tierra estuviera más cerca o más lejos del sol, la influencia estabilizadora de la Luna sería menos eficaz. Sin una gran Luna, el eje de rotación de la Tierra podría variar tanto como 90 grados. Marte, un planeta con la misma velocidad de giro e inclinación de eje, pero sin luna grande, se cree que ha mostrado cambios en la inclinación de su eje de 45 grados o más."

El análisis de los movimientos relativos y las influencias de cuatro cuerpos, tres de los cuales están en órbita y girando, no es para los débiles de corazón. Estos problemas no se pueden resolver analíticamente, sino que debe ser abordado por aproximaciones numéricas. Ward y Brownlee citan el trabajo de Laskar y sus colegas sobre los cálculos de un modelo, que evalúa la importancia de la Luna en la estabilización del ángulo de inclinación de la Tierra.