Snel ademen in de ijle berglucht, mijn collega's en ik zetten onze apparatuur neer. We staan ​​aan de voet van een grillige rots die omhoog steekt uit een steile grindhelling.

Het gedempte geluidslandschap van de spectaculaire wildernis van de Himalaya wordt onderbroken door een militair konvooi dat raast langs de Khardung-La-weg beneden. Het herinnert ons eraan hoe dicht we bij de lang omstreden grens tussen India, Pakistan en China liggen op de bergkammen op slechts een paar kilometer afstand.

Dit gebied bevat ook een ander type grens, een smalle kronkelige geologische structuur die zich uitstrekt langs de lengte van het Himalaya-gebergte. Bekend als een hechtzone, het is slechts een paar kilometer breed en bestaat uit stroken van verschillende soorten rotsen die allemaal door breukzones aan elkaar zijn gesneden. Het markeert de grens waar twee tektonische platen samensmolten en een oude oceaan verdween.

Ons team van geologen is hierheen gereisd om rotsen te verzamelen die meer dan 60 miljoen jaar geleden als lava zijn uitgebarsten. Door de magnetische records die erin bewaard zijn te decoderen, we hoopten de geografie van oude landmassa's te reconstrueren - en het verhaal van de schepping van de Himalaya te herzien.

Schuifplaten, groeiende bergen

Tektonische platen vormen het aardoppervlak, en ze zijn constant in beweging - drijvend met het onmerkbaar langzame tempo van slechts enkele centimeters per jaar. Oceanische platen zijn kouder en dichter dan de mantel eronder, dus zinken ze er naar beneden in bij subductiezones.

De zinkende rand van de oceaanplaat sleept de oceaanbodem als een lopende band achter zich aan, de continenten naar elkaar toe trekken. Als de hele oceaanplaat in de mantel verdwijnt, de continenten aan weerszijden ploegen in elkaar met voldoende kracht om grote berggordels op te heffen, zoals de Himalaya.

Geologen dachten over het algemeen dat de Himalaya 55 miljoen jaar geleden is gevormd in een enkele continentale botsing - toen de Neotethys-oceaanplaat onder de zuidelijke rand van Eurazië onderging en de Indiase en Euraziatische tektonische platen botsten.

Maar door het magnetisme van rotsen uit de afgelegen en bergachtige regio Ladakh in het noordwesten van India te meten, ons team heeft aangetoond dat de tektonische botsing die 's werelds grootste bergketen vormde, eigenlijk een complex was, meertrapsproces waarbij ten minste twee subductiezones betrokken zijn.

Magnetische berichten, voor altijd bewaard

Constante beweging van de metalen buitenste kern van onze planeet creëert elektrische stromen die op hun beurt het magnetische veld van de aarde genereren. Het is anders georiënteerd, afhankelijk van waar ter wereld je bent. Het magnetische veld wijst altijd naar het magnetische noorden of het zuiden, daarom werkt je kompas, en gemiddeld over duizenden jaren wijst het naar de geografische pool. Maar het helt ook naar beneden de grond in onder een hoek die varieert afhankelijk van hoe ver je van de evenaar verwijderd bent.

Wanneer lava uitbarst en afkoelt om gesteente te vormen, de magnetische mineralen binnenin vergrendelen in de richting van het magnetische veld van die locatie. Dus door de magnetisatie van vulkanisch gesteente te meten, wetenschappers zoals ik kunnen bepalen van welke breedtegraad ze afkomstig zijn. Eigenlijk, deze methode stelt ons in staat om miljoenen jaren van plaattektonische bewegingen af ​​te wikkelen en kaarten van de wereld te maken op verschillende tijdstippen in de geologische geschiedenis.

Tijdens meerdere expedities naar de Ladakh Himalaya, ons team verzamelde honderden rotskernmonsters met een diameter van 1 inch. Deze rotsen zijn oorspronkelijk gevormd op een vulkaan die tussen 66 en 61 miljoen jaar geleden actief was, rond de tijd dat de eerste fasen van de botsing begonnen. We gebruikten een elektrische handboormachine met een speciaal ontworpen diamantboorboor om ongeveer 10 centimeter diep in het gesteente te boren. Vervolgens hebben we deze cilindrische kernen zorgvuldig gemarkeerd met hun oorspronkelijke oriëntatie voordat ze met niet-magnetisch gereedschap uit de rots werden gebeiteld.

Het doel was om te reconstrueren waar deze rotsen oorspronkelijk gevormd, voordat ze werden ingeklemd tussen India en Eurazië en verheven tot in de hoge Himalaya. Het bijhouden van de oriëntatie van de monsters en de gesteentelagen waar ze vandaan kwamen, is essentieel om te berekenen in welke richting het oude magnetische veld wees ten opzichte van het aardoppervlak, zoals het meer dan 60 miljoen jaar geleden was.

We brachten onze monsters terug naar het MIT Paleomagnetism Laboratory en, in een speciale kamer die is afgeschermd van het moderne magnetische veld, we verwarmden ze in stappen tot 1, 256 graden Fahrenheit (680 graden Celsius) om de magnetisatie langzaam te verwijderen.

Verschillende minerale populaties verkrijgen hun magnetisatie bij verschillende temperaturen. Door de monsters op deze manier stapsgewijs te verwarmen en vervolgens te meten, kunnen we de oorspronkelijke magnetische richting extraheren door recentere overdrukken te verwijderen die deze zouden kunnen verbergen.

Magnetische sporen bouwen een kaart

Met behulp van de gemiddelde magnetische richting van de hele reeks monsters kunnen we hun oude breedtegraad berekenen, die we de paleolatitude noemen.

Het originele eentrapsbotsingsmodel voor de Himalaya voorspelt dat deze rotsen zich in de buurt van Eurazië zouden hebben gevormd op een breedtegraad van ongeveer 20 graden noorderbreedte, maar onze gegevens laten zien dat deze rotsen zich niet hebben gevormd op het Indiase of het Euraziatische continent. In plaats daarvan, ze vormden zich op een keten van vulkanische eilanden, in de open Neotethys Oceaan op een breedte van ongeveer 8 graden noorderbreedte, duizenden kilometers ten zuiden van waar Eurazië destijds lag.

Deze bevinding kan alleen worden verklaard als er twee subductiezones waren die India snel naar Eurazië trokken, in plaats van slechts één.

Tijdens een geologische periode die bekend staat als het Paleoceen, India haalde de vulkanische eilandenketen in en botste ermee, terwijl we de rotsen schraapten die we uiteindelijk op de noordelijke rand van India bemonsterden. India ging vervolgens noordwaarts voordat het ongeveer 40 tot 45 miljoen jaar geleden Eurazië binnendrong - 10 tot 15 miljoen jaar later dan algemeen werd aangenomen.

Deze laatste continentale botsing verhoogde de vulkanische eilanden van zeeniveau tot meer dan 4, 000 meter naar hun huidige locatie, waar ze grillige ontsluitingen vormen langs een spectaculaire Himalaya-bergpas.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.