Respirando velocemente nell’aria rarefatta di montagna, i miei colleghi e io posammo la nostra attrezzatura. Siamo alla base di uno sperone frastagliato che sporge verso l’alto da un ripido pendio ghiaioso.

Il paesaggio sonoro ovattato della spettacolare landa selvaggia himalayana è punteggiato da un convoglio militare che ruggisce lungo la strada Khardung-La sottostante. È un promemoria di quanto siamo vicini ai confini a lungo contesi tra India, Pakistan e Cina, che si trovano sulle creste a poche miglia di distanza.

Quest’area contiene anche un diverso tipo di confine, una stretta sinuosa struttura geologica che si estende per tutta la lunghezza della catena montuosa himalayana. Conosciuta come zona di sutura, è larga solo pochi chilometri ed è costituita da frammenti di diversi tipi di rocce, tutti tagliati insieme da zone di faglia. Segna il confine in cui due placche tettoniche si sono fuse insieme e un antico oceano è scomparso.

Il nostro team di geologi si è recato qui per raccogliere rocce eruttate come lava oltre 60 milioni di anni fa. Decodificando le registrazioni magnetiche conservate al loro interno, speravamo di ricostruire la geografia delle antiche masse continentali e di rivedere la storia della creazione dell’Himalaya.

Piastre scorrevoli, montagne in crescita

Le placche tettoniche compongono la superficie della Terra e sono costantemente in movimento, andando alla deriva al ritmo impercettibilmente lento di pochi centimetri all’anno. Le placche oceaniche sono più fredde e più dense del mantello sottostante, quindi affondano verso il basso nelle zone di subduzione.

Il bordo che affonda della placca oceanica trascina il fondo dell’oceano dietro di sé come un nastro trasportatore, tirando il continenti l’uno verso l’altro. Quando l’intera placca oceanica scompare nel mantello, i continenti su entrambi i lati si scontrano con forza sufficiente per sollevare grandi catene montuose, come l’Himalaya.

I geologi generalmente pensavano che l’Himalaya si fosse formato 55 milioni di anni fa in una singola collisione continentale – quando la placca oceanica di Neotethys si è subdotta sotto il bordo meridionale dell’Eurasia e le placche tettoniche indiana ed eurasiatica si sono scontrate.

Ma misurando il magnetismo delle rocce della remota e montuosa regione del Ladakh dell’India nord-occidentale, il nostro team ha dimostrato che la collisione tettonica che ha formato la catena montuosa più grande del mondo era in realtà un processo complesso e in più fasi che coinvolgeva almeno due zone di subduzione.

Messaggi magnetici, preservati per sempre

Il movimento costante del nucleo esterno metallico del nostro pianeta crea elettricità correnti che a loro volta generano il campo magnetico terrestre. È orientato in modo diverso a seconda di dove ti trovi nel mondo. Il campo magnetico punta sempre verso il nord o il sud magnetico, motivo per cui la bussola funziona e, calcolata in media su migliaia di anni, punta verso il polo geografico. Ma si inclina anche verso il basso nel terreno con un angolo che varia a seconda di quanto sei lontano dall’equatore.

Quando la lava esplode e si raffredda per formare roccia, i minerali magnetici all’interno si bloccano nella direzione del campo magnetico di quella posizione. Quindi misurando la magnetizzazione delle rocce vulcaniche, scienziati come me possono determinare da quale latitudine provengono. In sostanza, questo metodo ci consente di svolgere milioni di anni di moti tettonici delle placche e creare mappe del mondo in momenti diversi nel corso della storia geologica.

Nel corso di più spedizioni nel Ladakh Himalaya, il nostro team ha raccolto centinaia di campioni di nucleo di roccia del diametro di 1 pollice. Queste rocce si sono formate originariamente su un vulcano attivo tra 66 e 61 milioni di anni fa, più o meno nel periodo in cui sono iniziate le prime fasi di collisione. Abbiamo utilizzato un trapano elettrico manuale con una punta di carotaggio diamantata appositamente progettata per perforare circa 10 centimetri nel substrato roccioso. Abbiamo quindi contrassegnato con cura questi nuclei cilindrici con il loro orientamento originale prima di scalpellarli fuori dalla roccia con strumenti non magnetici.

L’obiettivo era ricostruire dove si formarono originariamente queste rocce, prima di essere inserite tra l’India e l’Eurasia e sollevate nell’alto Himalaya.Tenere traccia dell’orientamento dei campioni e degli strati rocciosi da cui provenivano è essenziale per calcolare in che direzione puntasse l’antico campo magnetico rispetto alla superficie del terreno come era oltre 60 milioni di anni fa.

Abbiamo riportato i nostri campioni al laboratorio di paleomagnetismo del MIT e, all’interno di una stanza speciale protetta dal campo magnetico moderno, abbiamo riscaldato in incrementi fino a 1.256 gradi Fahrenheit (680 gradi Celsius) per rimuovere lentamente la magnetizzazione.

Diverse popolazioni minerali acquisiscono la loro magnetizzazione a temperature diverse. Il riscaldamento incrementale e quindi la misurazione dei campioni in questo modo ci consente di estrarre la direzione magnetica originale rimuovendo le sovrastampe più recenti che potrebbero nasconderla.

Le tracce magnetiche costruiscono una mappa

Usando la direzione magnetica media dell’intera suite di campioni possiamo calcolare la loro antica latitudine, che chiamiamo paleolatitudine.

Il modello originale di collisione a stadio singolo per l’Himalaya prevede che queste rocce si sarebbero formate vicino all’Eurasia a una latitudine di circa 20 gradi nord, ma i nostri dati mostrano che queste rocce non si sono formate né nel continente indiano né in quello eurasiatico. Invece, si sono formati su una catena di isole vulcaniche, nell’oceano aperto di Neotethys a una latitudine di circa 8 gradi nord, migliaia di chilometri a sud di dove si trovava l’Eurasia.

Questa scoperta può essere spiegava solo se c’erano due zone di subduzione che spingevano rapidamente l’India verso l’Eurasia, piuttosto che una sola.

Durante un periodo geologico noto come Paleocene, l’India raggiunse la catena di isole vulcaniche e si scontrò con essa, raschiando le rocce che alla fine abbiamo campionato sul bordo settentrionale dell’India. L’India proseguì poi verso nord prima di speronare in Eurasia da circa 40 a 45 milioni di anni fa, da 10 a 15 milioni di anni dopo di quanto si pensasse generalmente.

Questa collisione continentale finale ha sollevato le isole vulcaniche dal livello del mare fino a oltre 4.000 metri la loro posizione attuale, dove formano affioramenti frastagliati lungo uno spettacolare passo di montagna dell’Himalaya.