Puster raskt i den tynne fjelluften, satte mine kollegaer ned utstyret vårt. Vi er ved foten av et tagget uthugg som stikker oppover ut av en bratt grusskråning.

Det dempede lydbildet til den spektakulære Himalaya-villmarken er tegnet av en militærkonvoi som brøler langs Khardung-La-veien nedenfor. Det er en påminnelse om hvor vi er nær de lang omstridte grensene mellom India, Pakistan og Kina som ligger på randlinjene bare noen få kilometer unna.

Dette området inneholder også en annen type grenser, en smal svingete geologisk struktur som strekker seg langs lengden av Himalaya-fjellkjeden. Kjent som en sutursone, den er bare noen få kilometer bred og består av fliser av forskjellige bergarter som alle er skåret sammen etter feilsoner. Det markerer grensen hvor to tektoniske plater smeltet sammen og et gammelt hav forsvant.

Vårt team av geologer reiste hit for å samle bergarter som brøt ut som lava for mer enn 60 millioner år siden. Ved å avkode de magnetiske postene som er bevart inne i dem, håpet vi å rekonstruere geografien til gamle landmasser – og revidere historien om skapelsen av Himalaya.

Skyveplater, voksende fjell

Tektoniske plater utgjør jordens overflate, og de er konstant i bevegelse – de driver i det umerkelig langsomme tempoet bare noen få centimeter hvert år. Oceaniske plater er kaldere og tettere enn kappen under dem, så de synker ned i den ved subduksjonssoner.

Den synkende kanten av havplaten drar havbunnen etter seg som et transportbånd og trekker kontinentene mot hverandre. Når hele havplaten forsvinner i kappen, pløyer kontinentene på hver side i hverandre med nok kraft til å løfte store fjellbelter, som Himalaya.

Geologer mente generelt at Himalaya dannet for 55 millioner år siden i en enkelt kontinentalkollisjon – da Neotethys Ocean-plate subduktert under den sørlige kanten av Eurasia og de indiske og eurasiske tektoniske platene kolliderte.

Men ved å måle magnetismen av bergarter fra Nord-India Indias avsidesliggende og fjellrike Ladakh-region, har teamet vårt vist at den tektoniske kollisjonen som dannet verdens største fjellkjede faktisk var en kompleks, flerstegsprosess som involverte to subduksjonssoner.

Magnetiske meldinger, bevart for all tid

Konstant bevegelse av planetens metalliske ytre kjerne skaper elektrisk strømmer som igjen genererer jordens magnetfelt. Det er annerledes orientert, avhengig av hvor i verden du er. Magnetfeltet peker alltid mot det magnetiske nord eller sør, og derfor fungerer kompasset ditt, og gjennomsnittet over tusenvis av år peker det mot den geografiske polen. Men det skråner også nedover i bakken i en vinkel som varierer avhengig av hvor langt du er fra ekvator.

Når lava bryter ut og avkjøles for å danne stein, låses de magnetiske mineralene i retningen til magnetfeltet på stedet. Så ved å måle magnetiseringen av vulkanske bergarter, kan forskere som meg bestemme hvilken breddegrad de kom fra. I hovedsak tillater denne metoden oss å slappe av millioner av år med platetektoniske bevegelser og lage kart over verden på forskjellige tidspunkter gjennom geologisk historie.

Over flere ekspedisjoner til Ladakh Himalaya, samlet vårt team hundrevis av 1-tommers steinkjerne-prøver. Disse steinene ble opprinnelig dannet på en vulkan som var aktiv for mellom 66 og 61 millioner år siden, omtrent den tiden da de første stadiene av kollisjonen startet. Vi brukte en håndholdt elektrisk boremaskin med en spesialdesignet diamantborekron til å bore omtrent 10 centimeter ned i berggrunnen. Vi markerte deretter disse sylindriske kjernene nøye med sin opprinnelige orientering før vi meislet dem ut av fjellet med ikke-magnetiske verktøy.

Målet var å rekonstruere hvor disse steinene opprinnelig ble dannet, før de ble klemt mellom India og Eurasia og løftet opp i det høye Himalaya.Å holde rede på orienteringen av prøvene samt berglagene de kom fra, er viktig for å beregne hvilken vei det eldgamle magnetfeltet pekte i forhold til jordoverflaten slik det var for over 60 millioner år siden.

Vi tok prøvene våre tilbake til MIT Paleomagnetism Laboratory, og inne i et spesialrom som er skjermet fra det moderne magnetfeltet, oppvarmet vi dem i trinn opp til 1 256 grader Fahrenheit (680 grader Celsius) for å sakte fjerne magnetiseringen.

Ulike mineralpopulasjoner får magnetisering ved forskjellige temperaturer. Med trinnvis oppvarming og deretter måling av prøvene på denne måten kan vi trekke ut den opprinnelige magnetiske retningen ved å fjerne nyere overtrykk som kan skjule den.

Magnetiske spor bygger et kart

Ved å bruke den gjennomsnittlige magnetiske retningen for hele prøven, kan vi beregne deres eldgamle breddegrad, som vi refererer til som paleolatitude.

Den opprinnelige en-trinns kollisjonsmodellen for Himalaya forutsier at disse bergartene ville ha dannet seg nær Eurasia i en bredde på rundt 20 grader nord, men våre data viser at disse bergartene ikke dannet seg på verken det indiske eller det eurasiske kontinentet. I stedet dannet de seg på en kjede av vulkanske øyer, ute i det åpne Neotethyshavet i en breddegrad på omtrent 8 grader nord, tusenvis av kilometer sør for der Eurasia lå den gangen.

Dette funnet kan være bare forklart hvis det var to subduksjonssoner som trakk India raskt mot Eurasia, snarere enn bare en.

I løpet av en geologisk tidsperiode kjent som Paleocene, tok India opp den vulkanske øykjeden og kolliderte med den og skrapet opp steinene vi til slutt prøvet ut på den nordlige kanten av India. India fortsatte deretter nordover før han styrtet inn i Eurasia for rundt 40 til 45 millioner år siden – 10 til 15 millioner år senere enn man generelt hadde trodd.

Denne siste kontinentale kollisjonen hev de vulkanske øyene fra havnivå opp over 4000 meter til deres nåværende beliggenhet, hvor de danner takkede utkanter langs et spektakulært Himalaya-fjellovergang.