Respirant rapidement dans l’air mince de la montagne, mes collègues et moi avons posé notre équipement. Nous sommes au pied d’un affleurement irrégulier qui dépasse vers le haut d’une pente de gravier raide.

Le paysage sonore étouffé de la spectaculaire région sauvage himalayenne est ponctué par un convoi militaire rugissant le long de la route Khardung-La en contrebas. C’est un rappel à quel point nous sommes proches des frontières longtemps disputées entre l’Inde, le Pakistan et la Chine qui se trouvent sur les lignes de crête à quelques kilomètres seulement.

Cette zone contient également un autre type de frontière, une étroite sinueuse structure géologique qui s’étend le long de la chaîne de montagnes himalayenne. Connue sous le nom de zone de suture, elle n’a que quelques kilomètres de large et se compose de lamelles de différents types de roches, toutes tranchées par des zones de failles. Il marque la frontière où deux plaques tectoniques ont fusionné et un ancien océan a disparu.

Notre équipe de géologues s’est rendue ici pour collecter des roches qui ont éclaté sous forme de lave il y a plus de 60 millions d’années. En décodant les enregistrements magnétiques conservés à l’intérieur, nous espérions reconstruire la géographie des anciennes masses continentales – et réviser l’histoire de la création de l’Himalaya.

Plaques coulissantes, montagnes en croissance

Les plaques tectoniques forment la surface de la Terre, et elles sont constamment en mouvement – dérivant au rythme imperceptiblement lent de quelques centimètres chaque année. Les plaques océaniques sont plus froides et plus denses que le manteau sous elles, elles s’enfoncent donc vers le bas dans les zones de subduction.

Le bord coulant de la plaque océanique entraîne le fond de l’océan derrière elle comme un tapis roulant, tirant le continents l’un vers l’autre. Lorsque toute la plaque océanique disparaît dans le manteau, les continents de chaque côté se plongent les uns dans les autres avec suffisamment de force pour soulever de grandes ceintures de montagnes, comme l’Himalaya.

Les géologues pensaient généralement que l’Himalaya s’est formé il y a 55 millions d’années dans une seule collision continentale – lorsque la plaque de l’océan Neotethys subductée sous le bord sud de l’Eurasie et les plaques tectoniques indienne et eurasienne sont entrées en collision.

Mais en mesurant le magnétisme des roches de la région éloignée et montagneuse du Ladakh au nord-ouest de l’Inde, notre équipe a montré que la collision tectonique qui a formé la plus grande chaîne de montagnes du monde était en fait un processus complexe et en plusieurs étapes impliquant au moins deux zones de subduction.

Messages magnétiques, préservés pour toujours

Le mouvement constant du noyau externe métallique de notre planète crée de l’électricité courants qui à leur tour génèrent le champ magnétique terrestre. Il est orienté différemment selon l’endroit où vous vous trouvez dans le monde. Le champ magnétique pointe toujours vers le nord ou le sud magnétique, c’est pourquoi votre boussole fonctionne, et en moyenne sur des milliers d’années, il pointe vers le pôle géographique. Mais il s’incline également vers le bas dans le sol à un angle qui varie en fonction de votre distance par rapport à l’équateur.

Lorsque la lave éclate et se refroidit pour former de la roche, les minéraux magnétiques à l’intérieur se verrouillent dans la direction du champ magnétique de cet endroit. Ainsi, en mesurant la magnétisation des roches volcaniques, des scientifiques comme moi peuvent déterminer de quelle latitude elles proviennent. Essentiellement, cette méthode nous permet de dérouler des millions d’années de mouvements tectoniques des plaques et de créer des cartes du monde à différents moments de l’histoire géologique.

Au cours de plusieurs expéditions dans l’Himalaya du Ladakh, notre équipe a collecté des centaines d’échantillons de carottes de roche de 1 pouce de diamètre. Ces roches se sont formées à l’origine sur un volcan actif il y a 66 à 61 millions d’années, à peu près au moment où les premières étapes de collision ont commencé. Nous avons utilisé une perceuse électrique portative avec une mèche diamantée spécialement conçue pour percer environ 10 centimètres dans le substrat rocheux. Nous avons ensuite soigneusement marqué ces carottes cylindriques avec leur orientation d’origine avant de les ciseler hors de la roche avec des outils non magnétiques.

Le but était de reconstruire où ces roches se sont formées à l’origine, avant qu’elles ne soient prises en sandwich entre l’Inde et l’Eurasie et soulevées dans le haut Himalaya.Il est essentiel de garder une trace de l’orientation des échantillons ainsi que des couches de roche dont ils proviennent est essentiel pour calculer dans quelle direction l’ancien champ magnétique pointait par rapport à la surface du sol comme il y a plus de 60 millions d’années.

Nous avons ramené nos échantillons au laboratoire de paléomagnétisme du MIT et, dans une pièce spéciale protégée contre le champ magnétique moderne, nous avons chauffé par incréments de 1 256 degrés Fahrenheit (680 degrés Celsius) pour éliminer lentement la magnétisation.

Différentes populations minérales acquièrent leur magnétisation à différentes températures. Le chauffage incrémental puis la mesure des échantillons de cette manière nous permet d’extraire la direction magnétique d’origine en supprimant les surimpressions plus récentes susceptibles de la masquer.

Des traces magnétiques créent une carte

En utilisant la direction magnétique moyenne de toute la suite d’échantillons, nous pouvons calculer leur ancienne latitude, que nous appelons la paléolatitude.

Le modèle original de collision à un étage pour l’Himalaya prédit que ces roches se seraient formées près de l’Eurasie à une latitude d’environ 20 degrés nord, mais nos données montrent que ces roches ne se sont formées ni sur les continents indien ni sur les continents eurasien. Au lieu de cela, ils se sont formés sur une chaîne d’îles volcaniques, dans l’océan néotéthys ouvert à une latitude d’environ 8 degrés nord, à des milliers de kilomètres au sud de l’endroit où se trouvait l’Eurasie à l’époque.

Cette découverte peut être expliquée uniquement s’il y avait deux zones de subduction tirant rapidement l’Inde vers l’Eurasie, plutôt qu’une seule.

Au cours d’une période géologique connue sous le nom de Paléocène, l’Inde a rattrapé la chaîne d’îles volcaniques et est entrée en collision avec elle, grattant les roches que nous avons finalement échantillonnées sur le bord nord de l’Inde. L’Inde a ensuite continué vers le nord avant de percuter l’Eurasie il y a environ 40 à 45 millions d’années – 10 à 15 millions d’années plus tard qu’on ne le pensait généralement.

Cette dernière collision continentale a élevé les îles volcaniques du niveau de la mer à plus de 4000 mètres. leur emplacement actuel, où ils forment des affleurements déchiquetés le long d’un spectaculaire col de l’Himalaya.