Volgens Craig Martin, het ontcijferen van het geologische verleden van de aarde is als een mier die over een auto-ongeluk klimt. "Je moet uitzoeken hoe het auto-ongeluk is gebeurd, hoe snel de auto's gingen, onder welke hoek ze vielen, " legt Martijn uit, een afgestudeerde student aan het MIT's Department of Earth, Atmosferische en Planetaire Wetenschappen (EAPS). "Je bent maar een kleine mier die over deze enorme chaos dwaalt, " hij voegt toe.

De crashsite die Martin onderzoekt, is de Himalaya, een 1, 400 mijl lange bergketen die oprees toen de Indiase en Euraziatische tektonische platen op elkaar kropen. "Het algemene idee is:er was Eurazië; er was India; en ze kwamen 50 miljoen jaar geleden met elkaar in botsing, " zegt Oliver Jagoutz, een universitair hoofddocent in EAPS en Martin's adviseur. "We denken dat het veel ingewikkelder was dan dat, omdat het altijd ingewikkelder is."

Detectivewerk om 11 uur, 000 voet

Tachtig miljoen jaar geleden, India en Eurazië waren 4, 000 mijl uit elkaar, gescheiden door een oude watermassa die geologen de Neotethys-oceaan noemen, maar Jagoutz gelooft dat er meer was dan alleen zeewater tussen de twee. Hij is niet alleen. Veel geologen zijn het eens over het bestaan ​​van een boog van vulkanische eilanden die gevormd zijn op de grens van een kleinere tektonische plaat, vergelijkbaar met de Marianen in de Stille Oceaan. Echter, er is discussie over de vraag of deze eilanden eerst in botsing kwamen met de Euraziatische plaat in het noorden of de Indiase plaat in het zuiden. De hypothese van Jagoutz is de laatste. "Als ik gelijk heb, de boog bevindt zich in de buurt van de evenaar. Als de anderen gelijk hebben, de fragmenten moeten 20 graden noorderbreedte zijn, "legt hij uit. "Zo simpel is het." Maar het kan een wereld van verschil betekenen als het gaat om het verklaren van het paleoklimaat - niet alleen in de Himalaya, maar ook wereldwijd.

Om deze hypothese te testen, Jagoutz en Martin wendden zich tot paleomagnetisme. Sommige gesteentemineralen, zoals magnetiet, ijzer bevatten en fungeren als kleine staafmagneten, oriënteren hun magnetisatie langs het magnetische veld van de aarde. Op de evenaar, magnetiet in nieuw gevormde rotsen zal parallel aan de grond worden gemagnetiseerd, maar hoe verder naar het noorden of zuiden het is, hoe meer geneigd de magnetisatie zal zijn. "Wij kunnen meten, eigenlijk, de breedtegraad waarop een rots werd gevormd, " legt Martijn uit.

Als je een stukje van de regio Kohistan-Ladakh in de Himalaya in Noord-India zou nemen, je zou een opeenvolging van gesteentelagen zien die de India-plaat en de Eurazië-plaat vertegenwoordigen, met de vulkanische eilandboog ertussenin. "Daarom is Ladakh echt een toffe plek om naar toe te gaan, omdat je door deze hele botsing kunt lopen, " zegt Martijn.

In de zomer van 2018, Martin en Jade Fischer, een junior double-majoring in EAPS en natuurkunde, bracht zes weken door in Ladakh om monsters te verzamelen van de vulkanische rotsen. Terug bij het MIT, Martin mat de paleomagnetische signatuur van deze rotsen, en zijn resultaten plaatsten de boog van Kohistan-Ladakh precies op de evenaar, in overeenstemming met de theorie van Jagoutz.

Een magnetische samenwerking

Megan Günther, een junior bij EAPS, hoorde voor het eerst over de mogelijkheid om veldwerk te doen in Ladakh toen Martin afgelopen najaar een presentatie gaf over zijn onderzoek in haar klas structurele geologie. "Aan het einde, hij vertelde ons dat hij waarschijnlijk weer zou gaan en om hem te laten weten of we geïnteresseerd waren, " legt Guenther uit. "Ik heb hem een ​​uur later gemaild."

Guenther was op zoek naar een kans om meer veldervaring op te doen. Ze werkt aan de composities van maanglazen met Tim Grove, de Robert R. Shrock hoogleraar Aard- en Planetaire Wetenschappen, waar het onderzoek geheel in het lab plaatsvindt. "Je kunt niet echt veldwerk doen op de maan, " grapt ze.

Vorige zomer, Guenther en Martin brachten zes weken in Ladakh door met het verzamelen van gesteentemonsters van de Euraziatische plaat om te bewijzen dat dit niet ook zuidelijker lag, het in kaart brengen van de regio en het doen van structurele analyses. Zowel Guenther als Martin werden ondersteund door MIT International Science and Technology Initiatives (MISTI) en het MISTI Global Seed Fund.

MISTI en Jagoutz gaan lang terug, met MISTI-financiering van klasexcursies, afdeling excursies, en een aantal leerlingen van Jagoutz. "MISTI-India is goed voor ons geweest, "zegt hij. "Ze financierden de workshop waar we het hele concept van dit werk bedachten." En, zegt Jagoutz, de studenten houden echt van de ervaring. "Ze worden erdoor beïnvloed, en veel mensen kozen daarna hun loopbaan, " zegt Jagoutz. "Uiteindelijk, dat is waar het bij MISI om draait:een ervaring die studenten vertelt dat ze de wetenschap in willen."

voor Günther, de reis was een essentieel onderdeel van haar opleiding tot geoloog. "Ik voel me veel zekerder als veldgeoloog, dat is precies wat ik wilde, " zegt ze. Het maakte ook indruk op haar de titanische schaal van de geologie. "De schaal van alles is zo gek, "zegt Guenther. "Je bent al om 11 uur, 000 voet, minimum, de hele tijd, en dan torenen deze enorme bergen daarboven uit."

Door het verhaal van de botsing die resulteerde in de Himalaya op te lossen, Jagoutz en zijn team werpen ook licht op de wereldwijde implicaties ervan. Grootschalige botsingen, Jagoutz legt uit, hebben niet alleen lokale effecten, en in het geval van de Himalaya kunnen ze ook enkele van de ijstijdgebeurtenissen van de aarde in het verleden verklaren. "Dat is het mooie van geologie:de afmetingen, " zegt Jagoutz. "Je kijkt naar een magnetietkristal in een rots, en het vertelt je hoe globale koeling werkt."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.