ماه یک جرم سنگی نسبتاً سرد است و دارای مقدار کمی آب و کمی پردازش زمین‌ساخت یا تکتونیکی است. دانشمندان در حال حاضر بر این باورند که سیستم زمین-ماه هنگامی که یک جرم به اندازه مریخ به نام «تیا» (Theia) به طور فاجعه بار با زمین اولیه (proto‐Earth) برخورد کرد باعث ترکیب اجزای هر دو جرم شد. تصور می‌شود بقایای این برخورد برای تشکیل زمین و ماه به سرعت جدا شده باشند. در نتیجه اندازه زمین نیز بزرگتر شده و به یک سیاره پویا که دارای جو و اقیانوس است، تبدیل شده است. ماه کره زمین کوچکتر است و جرم کافی برای داشتن این خصوصیات را ندارد.
تصویری هنری از برخورد زمین و تیا
مشاهدات چند دهه محققان نشان می‌دهد که تاریخ ماه به دلیل فعالیت‌های آتشفشانی و مغناطیسی، بسیار پویاتر از آنچه انتظار می‌رفت، بوده است. اکنون یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که دلیل این امر این است که عناصر رادیواکتیو پس از برخورد فاجعه بار ماه، به طور جداگانه پخش شده‌اند.در اواخر دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰ ، ناسا طی مأموریت‌های آپولو شش فضاپیما را به ماه فرستاد و فضانوردان ۳۸۲ کیلوگرم سنگ از ماه را جمع آوری کردند تا با تجزیه و تحلیل شیمیایی منشا ماه را درک کنند. دانشمندان با داشتن نمونه‌هایی در دست ، به سرعت فهمیدند که تاریکی نسبی این لکه‌ها به دلیل ترکیب زمین شناسی آنها است و در واقع به آتشفشان‌خیزی آنها مربوط است.
آتشفشان‌خیزی (Volcanism) به پدیده فوران سنگ‌های مذاب (ماگما) بر روی سطح زمین، سیاره‌ها یا ماه گفته می‌شود که طی آن گدازه، سنگ‌های آذرآواری و گازهای آتشفشانی از راه شکافی که مجرای آتشفشان نامیده می‌شود، به بیرون پرتاب می‌شود. فرایند آتشفشان‌خیزی شامل همه پدیده‌های تولید ماگما در پوسته یا گوشته زمین و بالاآمدن آن در پوسته و تشکیل سنگ آتشفشانی و آثار و پیامدهای ناشی از آن می‌شود.
آنها همچنین نوع جدیدی از اجرام سنگی به نام کریپ (KREEP) را شناسایی کردند که شامل سریم، دیسپروزیوم، اربیوم، یوروپیوم و سایر عناصر کمیاب در کره زمین هستند. اما اینکه چرا آتشفشان‌خیزی و KREEP باید به شکلی ناهموار بین قسمت‌های سمت پیدا و پنهان ماه پخش شده باشند، برای دانشمندان همانند یک معما است. در این مطالعه، دانشمندان با انجام چند آزمایش و مدل سازی رایانه‌ای توانستند سرنخ‌های مهمی درباره دلیل عدم تقارن عناصر سمت پنهان و پیدای ماه پیدا کنند.
این سرنخ‌ها به یک ویژگی مهم KREEP مرتبط هستند. پتاسیم (K)، توریم (Th) و اورانیوم (U) از عناصر مهم ناپایدار رادیواکتیو این اجرام هستند. این بدان معنی است که آنها در انواع مختلفی از آرایش اتمی که دارای تعداد نوترون‌های مختلفی هستند، رخ می‌دهند . این اتم‌های دارای ترکیب متغیر "ایزوتوپ" نامیده می‌شوند که برخی از آنها ناپایدار بوده و برای به دست آوردن عناصر دیگر، گرما تولید می‌کنند.
گرمای حاصل از واپاشی هسته‌ای این عناصر می‌تواند به ذوب سنگ‌های موجود در آنها کمک کند که این موضوع نیز تا حدودی می‌تواند همپوشانی آنها را توضیح دهد.این مطالعه نشان داد که همراه با گرمایش بیشتر، یک جزیی در KREEP وجود دارد که دمای ذوب آنها را کاهش می‌دهد و فعالیت آتشفشانی را نیز به مدل‌های فروپاشی رادیوژنیک تغییر می‌دهد. دانشمندان پس از آزمایش‌های متعدد بر روی اجزای مختلف KREEP، بینش ارزشمندی در مورد مراحل اولیه تکامل سیستم زمین-ماه ارائه دادند.
«متیو لانویول» (Matthieu Laneuville) یکی از محققان این مطالعه گفت: به دلیل فقدان نسبی فرآیندهای فرسایش، سطح ماه وقایع زمین شناسی را از تاریخ اولیه منظومه شمسی ثبت می‌کند. علاوه بر آن غلظت عناصر رادیواکتیو مانند اورانیوم و توریوم در مناطق سمت پیدای ماه بر خلاف سایر نقاط ماه بیشتر بود. دانستن منشاء این دو عنصر می‌تواند به دانشمندان در توضیح مراحل اولیه شکل گیری ماه کمک کند. این مطالعه نشان می‌دهد که دریاوارسنگ KREEP ماه از زمان شکل گیری ماه تحت تأثیر تکامل ماه قرار گرفته است.دریاوار (maria) نامی است که به گروهی از پهنه‌هایی تیره‌رنگ سطح کره ماه داده شده‌است. مجموعه این پهنه‌ها آبگیروارهای ماه نامیده می‌شود. سَمت پنهان ماه نیم‌کره‌ای از کرهٔ ماه است که به‌طور دائمی از کرهٔ زمین روی‌گردان است. سمت رو به زمین از کرهٔ ماه را سمت پیدای ماه می‌نامند.