Gyorsan lélegezve a hegyvidéki levegőben, kollégáimmal letettük felszerelésünket. A meredek kavicsos lejtőn felfelé kinyúló, szaggatott palack tövében vagyunk.

A látványos himalájai pusztaság tompa hangzásképét az alatta lévő Khardung-La út mentén dübörgő katonai kötelék választja el. Emlékeztető arra, hogy milyen közel vagyunk India, Pakisztán és Kína régóta vitatott határaihoz, amelyek csak néhány mérföldnyire vannak a gerincvonalakon. geológiai szerkezet, amely a Himalája hegyvonulatának hosszában húzódik. Varrat zónaként ismert, csupán néhány kilométer széles, és különböző típusú kőzetekből álló szeletekből áll, amelyeket mind hibás zónák szelnek össze. Jelöli azt a határt, ahol két tektonikus lemez összeolvadt, és egy ősi óceán eltűnt.

Geológuscsoportunk ideutazott, hogy sziklákat gyűjtsön, amelyek több mint 60 millió évvel ezelőtt lávaként robbantak ki. A bennük megőrzött mágneses feljegyzések dekódolásával reméltük, hogy rekonstruálhatjuk az ősi földtömegek földrajzát – és áttekinthetjük a Himalája létrehozásának történetét.

Csúszó lemezek, növekvő hegyek

A tektonikus lemezek alkotják a Föld felszínét, és folyamatosan mozgásban vannak – az észrevehetetlenül lassú ütemben sodródnak. évente csak néhány centiméter. Az óceáni lemezek hidegebbek és sűrűbbek, mint az alattuk lévő palást, ezért a szubdukciós zónákban lefelé süllyednek.

Az óceánlemez süllyedő széle szállítószalagként húzza maga mögött az óceán fenekét, és meghúzza kontinensek felé. Amikor az egész óceánlemez eltűnik a köpenyben, a két oldalon fekvő kontinensek elegendő erővel szántják egymást, hogy felemeljék a nagy hegyi öveket, például a Himalája.

A geológusok általában azt gondolták, hogy a Himalája 55 millió évvel ezelőtt alakult ki. egyetlen kontinentális ütközésben – amikor az Eurázsia déli pereme alatt alámerült Neotethys-óceán lemez és az indiai és eurázsiai tektonikus lemezek összeütköztek.

De az északnyugat-indiai távoli és hegyvidéki Ladakh régióból származó sziklák mágnesességének mérésével csapatunk kimutatta, hogy a világ legnagyobb hegyláncát alkotó tektonikus ütközés valójában egy összetett, többlépcsős folyamat volt, amely legalább két szubdukciós zóna.

Mágneses üzenetek, mindörökké őrzött

Bolygónk fémes külső magjának folyamatos mozgása elektromos áramok, amelyek viszont a Föld mágneses terét generálják. Másképp orientálódik, attól függően, hogy hol a világon vagy. A mágneses mező mindig a mágneses északi vagy déli irányba mutat, ezért működik az iránytűje, és évezredek átlagában a földrajzi pólus felé mutat. De lefelé is lejt a földbe olyan szögben, amely attól függően változik, hogy milyen messze van az Egyenlítőtől.

Amikor a láva kitör és lehűl, hogy kőzetet képezzen, a benne lévő mágneses ásványok az adott hely mágneses mezőjének irányába záródnak. Tehát a vulkáni kőzetek mágnesezettségének mérésével a hozzám hasonló tudósok meghatározhatják, hogy milyen szélességi fokról származnak. Lényegében ez a módszer lehetővé teszi számunkra a tektonikus mozdulatok millióinak évenkénti kikapcsolását és a világtérképek létrehozását a geológiai történelem különböző időpontjaiban.

A Ladakh Himalája többszöri expedíciója során csapatunk több száz 1 hüvelyk átmérőjű kőzetmintát gyűjtött össze. Ezek a sziklák eredetileg egy 66–61 millió évvel ezelőtt aktív vulkánon képződtek, az ütközés első szakaszainak megkezdésekor. Körülbelül 10 centiméteres mélységben az alapkőzetbe egy speciálisan tervezett gyémánt magfúróval ellátott kézi elektromos fúrót használtunk. Ezután gondosan megjelöltük ezeket a hengeres magokat eredeti tájolásukkal, mielőtt nem mágneses eszközökkel vésnénk ki őket a kőzetből.

A cél az volt, hogy rekonstruálják ezeket a sziklákat eredetileg, még mielőtt India és Eurázsia közé szorultak volna, és felemelkedtek volna a magas Himalájába.A minták orientációjának, valamint a kőzetrétegek nyomon követése elengedhetetlen annak kiszámításához, hogy az ősi mágneses mező milyen irányban mutatott a talaj felszínéhez képest, mint több mint 60 millió évvel ezelőtt.

Visszahoztuk a mintáinkat az MIT paleomagnetizmus laboratóriumába, és a modern mágneses terektől védett speciális helyiségben melegítettünk őket 1 256 Fahrenheit fokig (680 Celsius fok) növekszik, hogy lassan eltávolítsák a mágnesezést. A minták ilyen módon történő fokozatos felmelegítése, majd mérése lehetővé teszi számunkra az eredeti mágneses irány kinyerését azáltal, hogy eltávolítjuk az azt esetlegesen elrejtő újabb felülnyomtatásokat. határok a tektonikus lemezek között. A háromszög alakú kullancsjelekkel ellátott fekete vonalak szubdukciós zónákat mutatnak, a szubdukció irányával. A Trans-Tethyan szubdukciós zóna az a kiegészítő szubdukciós zóna, amelyet az egylépcsős ütközési modell nem vesz figyelembe. A transz-tetániai szubdukciós zóna az, ahol az indiai kontinens előtt kialakult vulkáni szigetlánc összeütközött és Eurázsiába tolta, így a Himalája képződött. Martin és mtsai: A Kohisztán-Ladakh ív paleocén szélessége többlépcsős India-Eurázsia ütközést jelez, “PNAS 2020

A mágneses nyomok térképet építenek

A teljes mintacsomag átlagos mágneses irányának felhasználásával kiszámíthatjuk az ősi szélességüket, amelyet paleolatitude-nak nevezünk.

A Himalája eredeti egylépcsős ütközési modellje azt jósolja, hogy ezek a kőzetek az észak 20 fok körüli szélességben Eurázsia közelében képződtek volna, de adataink azt mutatják, hogy ezek a kőzetek sem az indiai, sem az eurázsiai kontinensen nem képződtek. Ehelyett a vulkanikus szigetek láncolatán alakultak ki, a nyílt Neotethys-óceánon, körülbelül 8 fokos északi szélességen, több ezer kilométerre délre attól a helytől, ahol Eurázsia akkor tartózkodott. csak akkor magyarázható, ha két szubdukciós zóna húzza Indiát gyorsan Eurázsia felé, nem csak egy.

A paleocén néven ismert geológiai időszakban India utolérte a vulkanikus szigetláncot és ütközött vele, felkaparva azokat a sziklákat, amelyekből végül mintát vettünk India északi szélére. India ezután észak felé haladt, majd 40–45 millió évvel ezelőtt behatolt Eurázsiába – 10–15 millió évvel később, mint azt általában gondolták. mai helyük, ahol a látványos himalája hegyi hágó mentén szaggatott kiugrások alakulnak ki.