Hengitettäessä nopeasti ohuessa vuoristoilmassa, kollegani ja minä asetimme laitteemme. Olemme jyrkän paljan pohjalla, joka työntyy ylöspäin jyrkästä soranrinteestä.

Himalajan upean erämaan hiljainen äänimaisema on täynnä alla olevan Khardung-La-tien varrella karisevaa armeijan saatua. Se on muistutus siitä, kuinka lähellä olemme Intian, Pakistanin ja Kiinan välisiä pitkään kiistanalaisia rajoja, jotka ovat vain muutaman mailin päässä harjanteilla.

Tämä alue sisältää myös erityyppisen rajan, kapean mutkikkaan. geologinen rakenne, joka ulottuu Himalajan vuorijonon pituudelta. Ompeluvyöhykkeeksi kutsuttu alue on vain muutama kilometri leveä ja se koostuu erityyppisistä kivistä, jotka kaikki on viipaloitu vikavyöhykkeillä. Se merkitsee rajaa, jossa kaksi tektonista levyä sulautui yhteen ja muinainen valtameri katosi.

Geologitiimimme matkusti tänne keräämään kiviä, jotka puhkesivat laavana yli 60 miljoonaa vuotta sitten. Dekoodaamalla niiden sisällä säilyneet magneettiset tietueet toivoimme rekonstruoida muinaisten maamassojen maantieteen – ja tarkistaa tarinan Himalajan luomisesta.

Liukulevyt, kasvavat vuoret

Tektoniset levyt muodostavat maapallon pinnan, ja ne ovat jatkuvasti liikkeessä – ajelehtivat huomaamattomasti hitaasti vain muutama senttimetri vuodessa. Valtameren levyt ovat kylmempiä ja tiheämpiä kuin niiden alla oleva vaippa, joten ne uppoavat alaspäin subduktioalueilla.

Merilevyn uppoava reuna vetää valtameren pohjaa sen takana kuin kuljetinhihna vetämällä mantereita kohti toisiaan. Kun koko valtamerilevy katoaa vaippaan, kummallakin puolella olevat mantereet kyntävät toisiinsa tarpeeksi voimalla kohottamaan suuria vuoristovyöhykkeitä, kuten Himalaja.

Geologit ajattelivat yleensä, että Himalaja muodostui 55 miljoonaa vuotta sitten. yhdessä mannermaisessa törmäyksessä – kun Neotethys-valtameren levy osui Euraasian eteläreunan alle ja Intian ja Euraasian tektoniset levyt törmäsivät.

Mutta mittaamalla luoteis-intialaisen syrjäisen ja vuoristoisen Ladakhin alueen kivien magneettisuuden tiimimme on osoittanut, että tektoninen törmäys, joka muodosti maailman suurimman vuorijonon, oli itse asiassa monimutkainen, monivaiheinen prosessi, johon osallistui ainakin kaksi subduktiovyöhykettä.

Magneettiset viestit, säilyneet koko ajan

Planeettamme metallisen ulkosydän jatkuva liike luo sähköä virrat, jotka puolestaan tuottavat maapallon magneettikentän. Se on suuntautunut eri tavalla riippuen missä päin maailmaa olet. Magneettikenttä osoittaa aina kohti magneettista pohjoista tai etelää, minkä vuoksi kompassisi toimii ja keskimäärin tuhansien vuosien ajan se osoittaa kohti maantieteellistä napaa. Mutta se taipuu myös alaspäin maahan maahan kulmassa, joka vaihtelee sen mukaan, kuinka kaukana olet päiväntasaajasta.

Kun laava puhkeaa ja jäähtyy muodostaen kalliota, sisällä olevat magneettimineraalit lukkiutuvat kyseisen paikan magneettikentän suuntaan. Joten mittaamalla tulivuorikivien magnetoitumista, kaltaiset tutkijat voivat määrittää, mistä leveysasteesta ne ovat tulleet. Pohjimmiltaan tämä menetelmä antaa meille mahdollisuuden rentoutua miljoonien vuosien levytektonisista liikkeistä ja luoda maailmankarttoja eri aikoina koko geologisen historian ajan.

Useiden Ladakhin Himalajalle suuntautuneiden retkikuntien aikana tiimimme keräsi satoja halkaisijaltaan 1 tuuman kallioperanäytteitä. Nämä kivet muodostuivat alun perin tulivuorelle, joka oli aktiivinen 66-61 miljoonaa vuotta sitten, noin silloin, kun törmäyksen ensimmäiset vaiheet alkoivat. Poraimme noin 10 senttimetriä kallioperään käsikäyttöisellä sähköporalla, jossa oli erityisesti suunniteltu timanttiporanterä. Merkitsimme sitten nämä sylinterimäiset ytimet huolellisesti niiden alkuperäiseen suuntaan, ennen kuin taltatimme ne kivestä ei-magneettisilla työkaluilla.

Tavoitteena oli rekonstruoida, missä nämä kivet alun perin muodostuivat, ennen kuin ne asetettiin Intian ja Euraasian väliin ja kohotettiin korkealle Himalajalle.Näytteiden ja niiden muodostamien kivikerrosten orientaation seuraaminen on välttämätöntä, jotta voidaan laskea, mihin suuntaan muinainen magneettikenttä osoitti maanpintaan nähden yli 60 miljoonaa vuotta sitten.

Toimme näytteemme takaisin MIT-paleomagnetismin laboratorioon ja lämmitimme erityisessä huoneessa, joka on suojattu nykypäivän magneettikentältä. Niitä voidaan lisätä jopa 1 256 astetta Fahrenheit-astetta (680 astetta) magnetoinnin poistamiseksi hitaasti.

Eri mineraalipopulaatiot saavat magnetoitumisensa eri lämpötiloissa. Näytteiden lämmittäminen ja mittaaminen tällä tavoin antaa meille mahdollisuuden poimia alkuperäinen magneettisuunta poistamalla uudemmat pääpainot, jotka saattavat piilottaa sen.

Magneettiset jäljet rakentavat kartan

Koko näytesarjan keskimääräisen magneettisuunnan avulla voimme laskea niiden muinaisen leveysasteen, jota kutsumme paleolatitudeiksi.

Alkuperäinen Himalajan yksivaiheinen törmäysmalli ennustaa, että nämä kivet olisivat muodostuneet lähellä Euraasiaa noin 20 astetta pohjoista leveyttä, mutta tietojemme mukaan nämä kivet eivät muodostuneet Intian eikä Euraasian mantereilla. Sen sijaan ne muodostuivat tulivuorisaarien ketjuun, avoimelle Neotethys-valtamerelle noin 8 astetta pohjoista leveyttä, tuhansia kilometrejä etelään, missä Euraasia tuolloin sijaitsi. selitetty vain, jos Intiaa kohti Euraasiaa vetää nopeasti kaksi subduktiovyöhykettä, ei vain yksi.

Paleoseenina tunnetun geologisen ajanjakson aikana Intia tarttui tulivuoren saariketjuun ja törmäsi siihen kaavimalla kiviä, joista näytimme lopulta Intian pohjoisreunalle. Intia jatkoi sitten pohjoiseen ja törmäsi Euraasiaan noin 40-45 miljoonaa vuotta sitten – 10-15 miljoonaa vuotta myöhemmin kuin yleisesti ajateltiin.

Tämä maanosan viimeinen törmäys nosti tulivuorisaaret merenpinnasta yli 4000 metriä heidän nykyisen sijaintinsa, jossa ne muodostavat rosoisia paljastuksia mahtavan Himalajan vuoristosillan varrella.