Meine Kollegen und ich atmeten schnell die dünne Bergluft ein und stellten unsere Ausrüstung ab. Wir befinden uns am Fuße eines gezackten Aufschlusses, der aus einem steilen Kieshang nach oben ragt.

Die gedämpfte Klanglandschaft der spektakulären Wildnis des Himalaya wird von einem Militärkonvoi unterbrochen, der die Straße Khardung-La entlang brüllt. Es ist eine Erinnerung daran, wie nahe wir an den seit langem umstrittenen Grenzen zwischen Indien, Pakistan und China sind, die nur wenige Kilometer entfernt auf den Kammlinien liegen.

Dieses Gebiet enthält auch eine andere Art von Grenze, eine enge gewundene geologische Struktur, die sich entlang der Länge des Himalaya-Gebirges erstreckt. Als Nahtzone bekannt, ist sie nur wenige Kilometer breit und besteht aus Splittern verschiedener Gesteinsarten, die alle durch Verwerfungszonen in Scheiben geschnitten sind. Es markiert die Grenze, an der zwei tektonische Platten miteinander verschmolzen und ein uralter Ozean verschwand.

Unser Geologenteam reiste hierher, um Steine zu sammeln, die vor mehr als 60 Millionen Jahren als Lava ausgebrochen waren. Durch die Entschlüsselung der darin aufbewahrten magnetischen Aufzeichnungen wollten wir die Geographie der alten Landmassen rekonstruieren – und die Geschichte der Entstehung des Himalaya überarbeiten.

Gleitplatten, wachsende Berge

Tektonische Platten bilden die Erdoberfläche und sind ständig in Bewegung – sie treiben im unmerklich langsamen Tempo von nur ein paar Zentimeter pro Jahr. Ozeanische Platten sind kälter und dichter als der Mantel unter ihnen, so dass sie in Subduktionszonen nach unten darin sinken.

Die sinkende Kante der Ozeanplatte zieht den Meeresboden wie ein Förderband hinter sich her und zieht daran Kontinente aufeinander zu. Wenn die gesamte Ozeanplatte im Mantel verschwindet, pflügen sich die Kontinente auf beiden Seiten mit genug Kraft ineinander, um große Berggürtel wie den Himalaya zu erheben.

Geologen glaubten im Allgemeinen, dass sich der Himalaya vor 55 Millionen Jahren gebildet hat in einer einzigen Kontinentalkollision – als die unter dem südlichen Rand Eurasiens subtrahierte Neotethys-Ozeanplatte und die tektonische Platte aus Indien und Eurasien kollidierten.

Durch die Messung des Magnetismus von Gesteinen aus der abgelegenen und bergigen Region Ladakh im Nordwesten Indiens hat unser Team jedoch gezeigt, dass die tektonische Kollision, die das größte Gebirge der Welt bildete, tatsächlich ein komplexer, mehrstufiger Prozess war, an dem zumindest beteiligt war zwei Subduktionszonen.

Magnetische Nachrichten, die für alle Zeiten erhalten bleiben

Die ständige Bewegung des metallischen Außenkerns unseres Planeten erzeugt Elektrizität Ströme, die wiederum das Erdmagnetfeld erzeugen. Es ist unterschiedlich ausgerichtet, je nachdem, wo auf der Welt Sie sich befinden. Das Magnetfeld zeigt immer in Richtung des magnetischen Nordens oder Südens, weshalb Ihr Kompass funktioniert, und gemittelt über Tausende von Jahren zeigt es in Richtung des geografischen Pols. Es fällt aber auch in einem Winkel nach unten in den Boden ab, der davon abhängt, wie weit Sie vom Äquator entfernt sind.

Wenn Lava ausbricht und sich abkühlt, um Gestein zu bilden, verriegeln sich die darin enthaltenen magnetischen Mineralien in Richtung des Magnetfelds dieses Ortes. Durch Messung der Magnetisierung von Vulkangesteinen können Wissenschaftler wie ich bestimmen, aus welchem Breitengrad sie stammen. Im Wesentlichen ermöglicht uns diese Methode, Millionen von Jahren plattentektonischer Bewegungen abzuwickeln und Karten der Welt zu verschiedenen Zeiten in der geologischen Geschichte zu erstellen.

Bei mehreren Expeditionen in den Ladakh Himalaya sammelte unser Team Hunderte von Gesteinskernproben mit einem Durchmesser von 1 Zoll. Diese Gesteine bildeten sich ursprünglich auf einem Vulkan, der vor 66 bis 61 Millionen Jahren aktiv war, ungefähr zu der Zeit, als die ersten Phasen der Kollision begannen. Wir haben eine handgehaltene elektrische Bohrmaschine mit einem speziell entwickelten Diamantbohrer verwendet, um ungefähr 10 Zentimeter in das Grundgestein zu bohren. Wir haben diese zylindrischen Kerne dann sorgfältig mit ihrer ursprünglichen Ausrichtung markiert, bevor wir sie mit nichtmagnetischen Werkzeugen aus dem Gestein gemeißelt haben.

Ziel war es zu rekonstruieren, wo sich diese Felsen ursprünglich gebildet hatten, bevor sie zwischen Indien und Eurasien eingeklemmt und in den hohen Himalaya emporgehoben wurden.Die Verfolgung der Ausrichtung der Proben sowie der Gesteinsschichten, aus denen sie stammen, ist wichtig, um zu berechnen, in welche Richtung das alte Magnetfeld relativ zur Bodenoberfläche zeigte, wie es vor über 60 Millionen Jahren war.

Wir brachten unsere Proben zurück zum MIT Paleomagnetism Laboratory und heizten in einem speziellen Raum, der vor dem heutigen Magnetfeld geschützt ist Sie in Schritten von bis zu 680 Grad Celsius (1.256 Grad Fahrenheit), um die Magnetisierung langsam zu entfernen.

Verschiedene Mineralpopulationen erhalten ihre Magnetisierung bei unterschiedlichen Temperaturen. Durch schrittweises Erhitzen und anschließendes Messen der Proben auf diese Weise können wir die ursprüngliche magnetische Richtung extrahieren, indem wir neuere Überdrucke entfernen, die sie möglicherweise verbergen.

Magnetspuren bilden eine Karte

Unter Verwendung der durchschnittlichen magnetischen Richtung der gesamten Probenreihe können wir ihren alten Breitengrad berechnen, den wir als Paläolatitude bezeichnen.

Das ursprüngliche einstufige Kollisionsmodell für den Himalaya sagt dies voraus Diese Gesteine hätten sich in der Nähe von Eurasien in einem Breitengrad von etwa 20 Grad nördlich gebildet, aber unsere Daten zeigen, dass sich diese Gesteine weder auf dem indischen noch auf dem eurasischen Kontinent gebildet haben. Stattdessen bildeten sie sich auf einer Kette von Vulkaninseln im offenen Neotethys-Ozean in einem Breitengrad von etwa 8 Grad nördlich, Tausende von Kilometern südlich von dem Ort, an dem sich Eurasien zu dieser Zeit befand.

Dieser Befund kann sein erklärt nur, wenn es zwei Subduktionszonen gibt, die Indien schnell nach Eurasien ziehen, und nicht nur eine.

Während einer geologischen Zeitspanne, die als Paläozän bekannt ist, holte Indien die vulkanische Inselkette ein und kollidierte mit ihr, wobei es die Felsen abkratzte, die wir schließlich am nördlichen Rand Indiens beprobten. Indien fuhr dann weiter nach Norden, bevor es vor etwa 40 bis 45 Millionen Jahren nach Eurasien rammte – 10 bis 15 Millionen Jahre später als allgemein angenommen.

Diese letzte Kontinentalkollision erhöhte die Vulkaninseln vom Meeresspiegel auf über 4.000 Meter auf ihre heutige Lage, wo sie gezackte Aufschlüsse entlang eines spektakulären Himalaya-Gebirgspasses bilden.