Åndedrættet hurtigt i den tynde bjergluft satte mine kolleger og jeg vores udstyr ned. Vi er ved foden af et skævt fremspring, der stikker opad ud af en stejl grushældning.

Det dæmpede lydbillede af den spektakulære Himalaya-ørken er præget af en militærkonvoj, der brøler langs vejen Khardung-La nedenfor. Det er en påmindelse om, hvor tæt vi er på de lang omstridte grænser mellem Indien, Pakistan og Kina, der ligger på ridelinjerne kun få miles væk.

Dette område indeholder også en anden type grænser, en smal bugtning geologisk struktur, der strækker sig langs længden af Himalaya bjergkæden. Kendt som en suturzone, den er kun få kilometer bred og består af fliser af forskellige typer klipper, der alle er skåret sammen af fejlzoner. Det markerer grænsen, hvor to tektoniske plader smeltede sammen, og et gammelt hav forsvandt.

Vores team af geologer rejste her for at samle klipper, der brød ud som lava for mere end 60 millioner år siden. Ved at afkode de magnetiske poster, der er bevaret inde i dem, håbede vi at rekonstruere geografien fra gamle landmasser – og revidere historien om oprettelsen af Himalaya.

Glideplader, voksende bjerge

Tektoniske plader udgør jordens overflade, og de er konstant i bevægelse – drev i det umærkeligt langsomt tempo bare et par centimeter hvert år. Oceaniske plader er koldere og tættere end kappen under dem, så de synker ned i det ved subduktionszoner.

Den synkende kant af havpladen trækker havbunden bag sig som et transportbånd og trækker kontinenter mod hinanden. Når hele havpladen forsvinder i kappen, pløjer kontinenterne på begge sider i hinanden med tilstrækkelig kraft til at løfte store bjergbælter, ligesom Himalaya.

Geologer mente generelt, at Himalaya blev dannet for 55 millioner år siden i en enkelt kontinentalkollision – da Neotethys Ocean-pladen subduceret under den sydlige kant af Eurasien og de indiske og eurasiske tektoniske plader kolliderede.

Men ved at måle klodens magnetisme fra det nordvestlige Indiens fjerntliggende og bjergrige Ladakh-region har vores team vist, at den tektoniske kollision, der dannede verdens største bjergkæde, faktisk var en kompleks, flertrinsproces, der i det mindste involverede to subduktionszoner.

Magnetiske meddelelser, bevaret til alle tider

Konstant bevægelse af vores planetens metalliske ydre kerne skaber elektrisk strømme, der igen genererer Jordens magnetfelt. Det er orienteret forskelligt afhængigt af hvor i verden du er. Magnetfeltet peger altid mod det magnetiske nord eller syd, hvorfor dit kompas fungerer, og det gennemsnit i tusinder af år peger det mod den geografiske pol. Men det skråner også nedad i jorden i en vinkel, der varierer afhængigt af hvor langt du er fra ækvator.

Når lava bryder ud og køler af for at danne sten, låses de magnetiske mineraler inde i retning af magnetfeltet på det sted. Så ved at måle magnetiseringen af vulkanske klipper kan forskere som mig bestemme, hvilken breddegrad de kom fra. I det væsentlige giver denne metode os mulighed for at slappe af millioner af år med pladetektoniske bevægelser og oprette kort over verden på forskellige tidspunkter gennem geologisk historie.

I løbet af flere ekspeditioner til Ladakh Himalaya indsamlede vores team hundreder af stenkerneprøver på 1 tommer. Disse klipper blev oprindeligt dannet på en vulkan, der var aktiv mellem 66 og 61 millioner år siden, omkring det tidspunkt, hvor de første stadier af kollisionen begyndte. Vi brugte en håndholdt elektrisk boremaskine med en specielt designet diamantborekron til at bore ca. 10 centimeter ned i grundfjeldet. Vi markerede derefter disse cylindriske kerner omhyggeligt med deres oprindelige retning, før vi mejslede dem ud af klippen med ikke-magnetiske værktøjer.

Målet var at rekonstruere, hvor disse klipper oprindeligt blev dannet, inden de blev klemt mellem Indien og Eurasien og løftet op i de høje Himalaya.At holde styr på prøvernes orientering såvel som klippelagene, de kom fra, er afgørende for beregning af, hvilken vej det antikke magnetfelt pegede i forhold til jordoverfladen, som det var for over 60 millioner år siden.

Vi bragte vores prøver tilbage til MIT Paleomagnetism Laboratory og inde i et specielt rum, der er beskyttet mod det moderne magnetfelt, opvarmede vi dem i trin op til 1.256 grader Fahrenheit (680 grader Celsius) for langsomt at fjerne magnetiseringen.

Forskellige mineralpopulationer får deres magnetisering ved forskellige temperaturer. Trinvis opvarmning og derefter måling af prøverne på denne måde giver os mulighed for at udtrække den originale magnetiske retning ved at fjerne nyere overtryk, der muligvis skjuler det.

Magnetiske spor bygger et kort

Ved hjælp af den gennemsnitlige magnetiske retning for hele prøveserien kan vi beregne deres gamle breddegrad, som vi kalder paleolitude.

Den oprindelige en-trins kollisionsmodel for Himalaya forudsiger, at disse klipper ville have dannet sig tæt på Eurasien i en bredde på omkring 20 grader nord, men vores data viser, at disse klipper hverken dannedes på det indiske eller det eurasiske kontinent. I stedet dannede de sig på en kæde af vulkanske øer, ude i det åbne Neotethys Ocean i en breddegrad på ca. 8 grader nord, tusinder af kilometer syd for hvor Eurasien lå på det tidspunkt.

Dette fund kan være kun forklaret, hvis der var to subduktionszoner, der trak Indien hurtigt mod Eurasien, snarere end blot en.

I en geologisk tidsperiode kendt som Paleocæn, indhentede Indien den vulkanske økæde og kolliderede med den og skrabede op på klipperne, som vi til sidst prøvede på den nordlige kant af Indien. Indien fortsatte derefter nordpå, inden han ramte ind i Eurasien for omkring 40 til 45 millioner år siden – 10 til 15 millioner år senere, end man generelt troede.

Denne sidste kontinentale kollision hævede de vulkanske øer fra havets overflade op over 4.000 meter til deres nuværende placering, hvor de danner ujævne fremspring langs et spektakulært bjergpas i Himalaya.