בעקבות מחקר של כדור הארץ והירח, הצליחו המדענים לחבר את ההיסטוריה המשותפת שלהם. הפלנטה שלנו והלוויין שלה הם מערכת כפולה שנוצרה לפני 4.6 מיליארד שנה. מקור הירח כנראה בהתנגשות ענקית בשלבים המאוחרים של היווצרות כדור הארץ, לאחר שליבת הברזל של כדור הארץ כבר נוצרה. הירח נוצר קרוב לכדור הארץ מהחומר שהתפזר בעקבות ההתנגשות, ומאז הוא נע במסלול מעגלי בקירוב ומגדיל באיטיות את רדיוס מסלולו, בגלל כוחות הגאות והשפל. עידן מערכת כדור הארץ-הירח והכרונולוגיה של כדור הארץ נמדדים באמצעות טכניקה של דעיכה רדיואקטיבית. תהליך זה מספק גם את האנרגיה שמניעה את מרבית האבולוציה הגיאולוגית של כדור הארץ.
באדיבות וויקיפדיה
גם לכדור הארץ וגם לירח היו בעבר פני שטח מותכים או מותכים חלקית. מצב צבירה זה איפשר ההפרדה של סלעים על פי צפיפותם. החומרים הצפופים ביותר (ברזל) נמצאים בליבת כדור הארץ. תהליך זה מסביר את מבנה ההרכב הכולל של כדור הארץ והירח, עם ליבה צפופה במרכז וסלעים צפופים פחות היוצרים את הקרום הקשה על פני הארץ.
שלא כמו הירח, כדור הארץ גדול מספיק כדי לשמור על חלק גדול מהחום הפנימי המקורי שלו לאורך 4.5 מיליארד שנים. בנוסף לארץ גם מקום חימום קבוע הנובע מהדעיכה הרדיואקטיבית של חומרים בקרום כדור הארץ. רק השכבה החיצונית הדקה, ליתוספירה, היא נוקשה. חלק ניכר מהמעטפת של כדור ארץ חם ונמצא במצב פלסטי. מתקיימת בו זרימה איטית של סלע מותך היוצר לחצים בליתוספירה, תופעה הגורמת לרעידות אדמה ולפעילות טקטונית. טקטוניית הלוחות מתארת את ההשתנות המתמידה של היבשות על פני כדור הארץ. פעילות גיאולוגית זו מסבירה מדוע רוב פני השטח של כדור הארץ הם צעירים יחסית, וגילם אינו עולה על כמה מאות מיליוני שנים.
לעומת זאת, פני הירח השכן הקרוב, הם בני שלושה עד ארבעה מיליארד שנים, והוא עמוס מכתשים. בגלל שהירח כה קטן, הוא התקרר מהר יותר, כך שעכשיו הוא בעל ליתוספירה עבה וכמעט לא קיימים שינויים בחלק הפנימי שלו. על פני השטח קיימים סימנים שעיצובם כמעט לא נעשה מהחלק הפנימי, ואלה שקיימים התרחשו בעבר הרחוק, כאשר עדיין פנים הירח היה עדיין חם. התהליך הדומיננטי שעיצב את פני הירח בשלושת מיליארד השנים האחרונות הגיע מבחוץ. לאורך תקופות ארוכות פגעו אסטרואידים ושביטים בפני הירח, ויצירו מאות מכתשים סימן הלווי האופייני לירח. הקרקע הגרגרית שאסטרונאוטים של אפולו הלכו עליה היא תוצאה של פגיעת מטאוריטים קטנים הכותשים את פני השטח. לא קיימים בירח תהליכים פנימיים הגורמים "למיחזור" פני השטח. כדור הארץ סובל מאותה הסתערות של אסטרואידים ושביטים, אבל מרביתם נשרפים באטמוספירה עוד לפני שהם נוחתים על פני הארץ. טקטוניקת הלוחות, התפרציות געשיות, ושחיקה על ידי הרוח והגשם פועלים כדי להסתיר את רוב המכתשים הנותרים שיצרו האסטרואידים.
שילוב של תוצאות מחקרים שעסקו בשכבות סלע, מאובנים וגיל רדיואקטיבי, מאפשר יצירת כרונולוגיה של כדור הארץ, והערכת הזמן הגיאולוגי. שכבות כדור הארץ חושפות רצף של מינים פרהיסטוריים, בעלי מורכבות שונה, עם הפסקות שונות בתיעוד המאובנים. הרוב המכריע של מיני המאובנים נכחדו. בהשפעה של אסטרואיד לפני 65 מיליון שנים נגרמה אחת ההפסקות האלה, או הכחדה המונית. ההכחדה ההמונית הגדולה ביותר הייתה לפני כ -250 מיליון שנה, והסיבה לכך אינה ברורה. האבולוציה של החיים על כדור הארץ נקטעה על ידי קטסטרופות שנגרמו כתוצאה מפליטת פסולת אל החלל. ההיסטוריה של כדור הארץ אינה מתרחשת בסביבה סגורה, אלא כפופה להשפעות קוסמיות.
רוב השינויים הסביבתיים של כדור הארץ התרחשו באיטיות, על פני מיליוני שנים. כמו הצטברות החמצן באטמוספירה בשל הנשימה של אורגניזמים זעירים לפני כמה מיליארד שנים. שינויים סביבתיים נמשכים כל העת, חלקם נגרמים על ידי הפעילות האנושית בפרק זמן קצר מאוד (לעומתם אבולוציה ביולוגית זקוקה לזמן רב יותר כדי להגיב). הפעילות האנושית דיללה את שכבת האוזון והגבירה את תכולת הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה, דבר שעלול להוביל להתחממות כדור הארץ.
ההבדל בין גודל המסה של הירח לזו של הארץ מסביר את רוב ההבדלים ביניהם. כדור הארץ הוא כל כך מסיבי שאנרגיה רבה משתחררת על ידי דעיכה רדיואקטיבית בתוך הסלעים הפנימיים. החום הנפלט מתיך את הסלע, ומניע את הפעילות של קרום כדור הארץ. מסת הירח היא רק 1/80 ממסת הארץ. לכן, קיימת פחות אנרגיה מדעיכה רדיואקטיבית. החום שנוצר בתוך הירח אינו מספיק כדי להמיס סלעים ולגרום לפעילות גיאולוגית. הבדל פשוט זה ממחיש את התחרות הבסיסית בין כוחות פנימיים וחיצוניים בקביעת תנאי השטח על פני כוכבי הלכת. באופן כללי, סביר יותר שכוכב לכת מסיבי ישמור על פנים חם, כך שהכוחות הגיאולוגיים הפנימיים יכולו לנצח בתחרות על עיצוב פני השטח. גופים קטנים יותר מאבדים את החום שלהם מהר עוד יותר ונותרה בהם רק פעילות גיאולוגית פנימית מועטת, ולכן השפעות חיצוניות משחקות תפקיד מרכזי בעיצוב תכונות פני השטח שלהם.