Respirando velocemente nell'aria rarefatta di montagna, io e i miei colleghi abbiamo sistemato 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 natura 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 l'India, Pakistan e Cina che giacciono sui crinali a poche miglia di distanza.

Quest'area contiene anche un diverso tipo di confine, una struttura geologica stretta e sinuosa che si estende lungo la catena montuosa dell'Himalaya. Conosciuta come zona di sutura, è largo solo pochi chilometri ed è costituito da schegge di rocce di diverso tipo tutte tagliate insieme da zone di faglia. Segna il confine dove due placche tettoniche si sono fuse insieme e un antico oceano è scomparso.

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

Piatti scorrevoli, montagne in crescita

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

Il bordo che affonda della placca oceanica trascina dietro di sé il fondo dell'oceano come un nastro trasportatore, tirando i 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 subdusse sotto il bordo meridionale dell'Eurasia e le placche tettoniche indiane ed eurasiatiche si scontrarono.

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

Messaggi magnetici, conservata per sempre

Il movimento costante del nucleo metallico esterno del nostro pianeta crea correnti elettriche 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 magnetico o il sud, per questo la tua bussola funziona, e 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 erutta 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, gli scienziati come me possono determinare da quale latitudine provengono. Essenzialmente, questo metodo ci consente di svolgere milioni di anni di movimenti tettonici delle placche e creare mappe del mondo in momenti diversi della storia geologica.

Nel corso di molteplici spedizioni sull'Himalaya del Ladakh, il nostro team ha raccolto centinaia di campioni di carote 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, nel periodo in cui iniziarono le prime fasi della collisione. Abbiamo usato un trapano elettrico portatile con una punta 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 scolpirli nella roccia con strumenti non magnetici.

Lo scopo era quello di ricostruire il luogo in cui queste rocce si erano originariamente formate, prima di essere schiacciati tra l'India e l'Eurasia e sollevati nell'alto Himalaya. Tenere traccia dell'orientamento dei campioni e degli strati rocciosi da cui provengono è essenziale per calcolare in che direzione puntava l'antico campo magnetico rispetto alla superficie del suolo com'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 che è schermata dal campo magnetico moderno, li abbiamo riscaldati in incrementi fino a 1, 256 gradi Fahrenheit (680 gradi Celsius) per rimuovere lentamente la magnetizzazione.

Diverse popolazioni di minerali acquisiscono la loro magnetizzazione a diverse temperature. 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

Utilizzando 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. Anziché, si formarono su una catena di isole vulcaniche, nell'Oceano Neotetide aperto ad una latitudine di circa 8 gradi nord, migliaia di chilometri a sud di dove si trovava l'Eurasia in quel momento.

Questa scoperta può essere spiegata solo se ci fossero due zone di subduzione che spingono rapidamente l'India verso l'Eurasia, piuttosto che uno solo.

Durante un periodo geologico noto come Paleocene, L'India ha raggiunto la catena di isole vulcaniche e si è scontrata con essa, raschiando le rocce che alla fine abbiamo campionato sul confine settentrionale dell'India. L'India ha poi proseguito verso nord prima di sbattere contro l'Eurasia circa 40-45 milioni di anni fa, da 10 a 15 milioni di anni più tardi di quanto generalmente si pensasse.

Questa collisione continentale finale ha sollevato le isole vulcaniche dal livello del mare fino a oltre 4, 000 metri dalla loro posizione attuale, dove formano affioramenti frastagliati lungo uno spettacolare passo di montagna dell'Himalaya.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.