硅酸盐熔体的蒸发在行星增生过程中普遍存在，对太阳系内岩石和行星化学组分与同位素组成重要影响，是决定地球、火星等类地天体物质组成与同位素特征的关键因素。例如，有假说提出，地球、火星等天体可能继承了星子演化过程中蒸发后的化学和同位素特征。因此，全面了解硅酸盐熔体的蒸发和冷凝过程，对于理解行星的形成与演化具有重大意义。

近年来，随着同位素分析检测水平的提高，Zn、Si、K、Fe、Mg等多个同位素体系为行星形成过程提供了新的制约，体现了硅酸盐熔体蒸发过程对行星化学与同位素组成的改造作用。这些研究表明，明确硅酸盐熔体的蒸发过程是重建行星形成和演化历史的关键一环。然而，Zn、Si、Fe等元素可能会因核幔分异等过程导致同位素分馏，增加了同位素解释的复杂性。不同的是，Mg具有强亲石性，且具有较高的50%凝聚温度，不太会受后期作用，比如岩浆洋阶段的去气过程影响。因此，Mg同位素组成可能更适合追踪行星形成过程中的熔融与蒸发影响。

然而，仅靠Mg同位素体系不足以揭示多变量的熔融蒸发机制。因此，我们额外选择Si同位素来检验Mg同位素的分馏解释。Si的50%凝聚温度仅略低于Mg。Si同位素可能与核形成有关，在不同的天体中，由于星体内部的温度与压力等因素不同，Si同位素进入核的量可能不同。因此，Si同位素体系可以与Mg同位素体系在熔融蒸发过程中的分馏现象互为补充，从不同角度为行星形成和演化的研究提供独特的地球化学视角。
月球是地球唯一的自然卫星，其形成和演化过程与地球紧密相连。作为离地球最近的天体且已有样品返回，月球研究积累了丰富的地球物理测深和地球化学分析数据。尽管如此，月球的起源仍是一个尚有争议的重大科学问题。目前，大碰撞假说虽已成为月球起源的主流观点，但碰撞学说难以解释地月同位素相似的问题。现今所有碰撞模型都难以完全符合地月系统的独特制约，需要额外理论弥补或依赖“巧合”解释。因此，为了加深对月球起源事件的理解认知，我们研究了月球形成与演化过程中硅酸盐熔体熔融与蒸发的Mg、Si同位素分馏。我们期望Mg和Si同位素地球化学能为月球起源事件提供新的制约，以彻底解决月球起源问题。
我们使用Young等人基于Hertz-Knudsen方程建立的硅酸盐熔体蒸发模型，计算了硅酸盐熔体蒸发过程中Mg和Si的净同位素分馏系数。我硅酸盐熔体蒸发模型的研究对象是假设以26Al衰变为热源，半径小于1000km的星子岩浆洋蒸发过程。这些太阳系早期形成与演化的星子与星胚将是地球、火星等天体的前体。我们计算结果表明，Mg与Si的净同位素分馏系数受到压力、星体大小、温度、时间、速度等多种因素影响。因此，各个星子因蒸发而获得的Mg与Si同位素特征将各不相同，太阳系内Mg与Si同位素组成不具有均一性，碰撞体忒伊亚不太可能拥有与原始地球相似的Mg与Si同位素特征。
在碰撞形成月球之后，早期的月球可能被全球性的月球岩浆洋所覆盖。月球的岩浆分化深刻地影响了硅酸盐月球化学组成及同位素特征，因此，需要精确测定月球岩浆洋演化过程的分馏。有学者提出，源自月幔深处的年龄古老的月球富镁橄榄石样品72415（δ25Mg = −0.140 ± 0.010‰, δ26Mg = −0.291 ± 0.018‰），对比月球玄武岩样品的同位素组成的简单平均，可能更能反映整体硅酸盐月球的Mg同位素组成。因此，我们以镁橄榄石为代表，以第一性原理计算进行了硅酸盐熔体与镁橄榄石矿物间的Mg与Si同位素分馏计算，以获得岩浆分化时的Mg与Si同位素分馏。我们的计算结果显示，以72415为代表的月球岩浆演化前的Mg同位素组成与硅酸盐地球的Mg同位素组成基本相同。Si同位素在硅酸盐熔体与矿物间的分馏并不显著，且地球与月球具有相似的重同位素组成。因此，我们推断月球起源事件导致了碰撞体与原始地球间Mg和Si同位素发生了大规模的混合平衡，从而形成了Mg和Si同位素组成高度相似的地球和月球。
我们探讨了同位素地球化学对月球起源事件的制约及其对各种模型的影响，以深化对月球、地月系统以及太阳系起源和演化的理解与认知。我们的计算结果表明，Mg和Si的地球化学同位素约束不支持碰撞体与地球具有相似同位素组成的观点，暗示了月球起源事件可能使地球与碰撞体发生了广泛的混合和同位素平衡。考虑到行星-吸积盘平衡模型对难熔元素混合程度的不足，且缺乏完善的平衡混合和月球吸积模型的支持；撞击-逃逸等其他模型尚不足以满足地月系统的同位素约束。因此，我们认为一次高能碰撞及其导致的地月间同位素混合平衡，是解释地月间高度相似Mg与Si同位素组成的唯一合理解释。我们的Mg和Si同位素计算结果支持高能碰撞模型与星巢模型，尽管这些模型还需要额外的机制来去除多余的角动量。