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히말라야 암석의 자기는 산을 보여줍니다. ' 복잡한 지각 역사

9월 5, 2020
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얇은 산 공기 속에서 빠르게 호흡하면서 동료와 저는 장비를 설치했습니다. 우리는 가파른 자갈 경사면에서 위쪽으로 튀어 나온 들쭉날쭉 한 노두 아래에 있습니다.

장엄한 히말라야 황야의 소리가 웅장한 풍경은 아래의 카둥-라 도로를 따라 포효하는 군 수송선에 의해 돋보입니다. 이는 인도, 파키스탄, 중국 사이의 오랜 논쟁이 벌어졌던 몇 마일 떨어진 산등성이에있는 국경에 얼마나 가까웠는지 상기시켜줍니다.

이 지역은 또한 다른 유형의 경계, 좁은 물결 모양을 포함합니다. 히말라야 산맥의 길이를 따라 뻗어있는 지질 구조. 봉합사 구역으로 알려진이 부위는 폭이 불과 몇 킬로미터에 불과하며 결점 구역에 의해 모두 잘린 서로 다른 유형의 암석 조각으로 구성됩니다. 두 개의 지각판이 융합되고 고대 바다가 사라진 경계를 표시합니다.

우리 지질 학자 팀은 6 천만년 전에 용암으로 분출 된 암석을 수집하기 위해 이곳을 여행했습니다. 내부에 보존 된 자기 기록을 해독하여 고대 대륙의 지리를 재구성하고 히말라야의 창조 이야기를 수정하고자했습니다.

슬라이딩 플레이트, 성장하는 산

섭입 구역에서 두 개의 지각판이 충돌하고 하나는 다른 하나 아래로 천천히 미끄러집니다. Getty Images Plus를 통한 VectorMine / iStock

지각판은 지구 표면을 구성하며 끊임없이 움직입니다. 눈에 띄지 않을 정도로 느린 속도로 표류합니다. 매년 몇 센티미터 밖에되지 않습니다. 해양 판은 그 아래의 맨틀보다 차갑고 밀도가 높기 때문에 섭입 구역에서 아래로 가라 앉습니다.

해양 판의 가라 앉는 가장자리는 컨베이어 벨트처럼 그 뒤를 따라 해저를 끌어 당겨 서로를 향해 대륙. 바다 판 전체가 맨틀로 사라지면 양쪽의 대륙은 히말라야와 같은 거대한 산악 지대를 들어 올릴 수있는 충분한 힘으로 서로 쟁기질합니다.

지질 학자들은 일반적으로 히말라야가 5 천 5 백만 년 전에 형성되었다고 생각했습니다. 단일 대륙 충돌에서 – Neotethys Ocean 판이 유라시아의 남쪽 가장자리 아래로 가라 앉았고 인도와 유라시아 지각 판이 충돌했습니다.

그러나 인도 북서부의 외딴 산간 라다크 지역에서 암석의 자기를 측정하여 우리 팀은 세계에서 가장 큰 산맥을 형성 한 지각 충돌이 실제로 적어도 두 개의 섭입 구역.

지구의 자기장은 행성의 외핵 내에서의 움직임에 의해 생성됩니다. 자기 북쪽과 남쪽의 표류는 때때로 시간이 지남에 따라 뒤집 힙니다. Getty Images Plus를 통한 VectorMine / iStock

항상 보존되는 마그네틱 메시지

지구의 금속 외부 코어의 지속적인 움직임은 전기를 생성합니다. 차례로 지구의 자기장을 생성하는 전류. 세상 어디에 있느냐에 따라 방향이 다릅니다. 자기장은 항상 자북 또는 남쪽을 향하기 때문에 나침반이 작동하는 이유는 수천 년 동안 평균적으로 지리적 극점을 가리 킵니다. 그러나 그것은 또한 적도에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 따라 달라지는 각도로지면으로 아래로 기울어집니다.

용암이 분출하여 냉각되어 암석을 형성 할 때 내부의 자성 광물은 해당 위치의 자기장 방향으로 고정됩니다. 그래서 화산암의 자화를 측정함으로써 저와 같은 과학자들은 그들이 어떤 위도에서 왔는지 결정할 수 있습니다. 기본적으로이 방법을 사용하면 수백만 년의 판 구조 운동을 풀고 지질 역사 전반에 걸쳐 서로 다른 시간에 세계지도를 만들 수 있습니다.

지질학자가 코어를 수집합니다. 수냉식 전기 코어 드릴을 사용하여 샘플. Craig Robert Martin

우리 팀은 수백 개의 라다크 히말라야 탐험을 통해 직경 1 인치 암석 코어 샘플 수백 개를 수집했습니다. 이 암석은 원래 충돌의 첫 단계가 시작될 무렵 인 6,600 만 ~ 6,100 만년 전에 활화산에서 형성되었습니다. 우리는 특수 설계된 다이아몬드 코어 링 비트가있는 휴대용 전기 드릴을 사용하여 약 10cm를 기반암으로 뚫었습니다. 그런 다음 비자 성 도구로 암석에서 깎기 전에이 원통형 코어를 원래 방향으로주의 깊게 표시했습니다.

샘플과 함께 몇 가지 암석 코어 샘플 측면에 표시된 방향 선. Craig Robert Martin

목표는이 암석이 인도와 유라시아 사이에 끼워져 높은 히말라야 산맥으로 들어 오기 전에 원래 형성된 곳을 재건하는 것이 었습니다.샘플의 방향과 샘플이 생성 된 암석층을 추적하는 것은 6 천만 년 전의 고대 자기장이 지표면을 기준으로 어느 방향으로 향했는지 계산하는 데 필수적입니다.

자력계는 MIT Paleomagnetism Laboratory의 자기 차폐 실 내부에 있습니다. Craig Robert Martin

우리는 샘플을 MIT Paleomagnetism Laboratory로 가져 왔고, 현대 자기장으로부터 보호 된 특별한 방에서 가열했습니다. 자화를 천천히 제거하기 위해 화씨 1,256도 (섭씨 680도)까지 증가합니다.

다른 광물 개체군은 서로 다른 온도에서 자화를 얻습니다. 이러한 방식으로 샘플을 점진적으로 가열 한 다음 측정하면이를 숨길 수있는 최근 중복 인쇄를 제거하여 원래 자기 방향을 추출 할 수 있습니다.

검은 선 표시 지각 판 사이의 경계. 삼각형 눈금이있는 검은 색 선은 뺄셈 방향과 함께 뺄셈 영역을 나타냅니다. Trans-Tethyan Subduction Zone은 단일 단계 충돌 모델에서 설명되지 않은 추가 섭입 구역입니다. Trans-Tethyan Subduction Zone은 인도 대륙이 충돌하기 전에 형성된 화산섬 사슬이 유라시아로 밀어 넣어 히말라야를 형성하는 곳입니다. Martin 등 “Kohistan-Ladakh 호의 팔레오세 위도는 다단계 인도-유라시아 충돌을 나타냅니다.”PNAS 2020

자기 흔적이지도를 만듭니다.

전체 샘플 모음의 평균 자기 방향을 사용하여 고대 위도를 계산할 수 있습니다.이를 창백도라고합니다.

히말라야의 원래 단일 단계 충돌 모델은 다음과 같이 예측합니다. 이 암석은 북위 약 20 도의 위도에서 유라시아 근처에서 형성되었을 것입니다. 그러나 우리의 데이터에 따르면이 암석은 인도 대륙이나 유라시아 대륙에서는 형성되지 않았습니다. 대신, 그들은 북위 약 8도, 그 당시 유라시아가 있던 곳에서 남쪽으로 수천 킬로미터 떨어진 열린 Neotethys Ocean에있는 일련의 화산섬에 형성되었습니다.

이 발견은 다음과 같습니다. 인도를 유라시아쪽으로 빠르게 끌어들이는 섭입 지역이 하나가 아닌 두 곳이있는 경우에만 설명했습니다.

팔레오세 (Paleocene)로 알려진 지질 시대에 인도는 화산섬 사슬을 따라 잡아 충돌하여 결국 인도 북쪽 가장자리에서 채취 한 암석을 긁어 냈습니다. 그 후 인도는 북쪽으로 계속해서 약 4 천 ~ 4 천 5 백만년 전에 유라시아로 충돌했습니다. 일반적으로 생각했던 것보다 1,000 ~ 1,500 만년 늦었습니다.

이 마지막 대륙 충돌은 화산섬을 해수면에서 4,000 미터가 넘는 높이로 올렸습니다. 그들의 현재 위치는 아름다운 히말라야 산길을 따라 들쭉날쭉 한 노두를 형성합니다.

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