我和我的同事們?cè)谙”〉纳介g空氣中迅速呼吸，放下了設(shè)備。我們位于一個(gè)鋸齒狀露頭的底部，該突起從陡峭的礫石坡度向上突出。

壯觀的喜馬拉雅山荒野中隱隱約約的聲音景象被軍用車隊(duì)在下方的Khardung-La公路上咆哮刺穿。這提醒我們，我們距離印度，巴基斯坦和中國(guó)之間久遠(yuǎn)爭(zhēng)議的邊界只有幾英里之遙。

該區(qū)域還包含不同類型的邊界，即沿著喜馬拉雅山脈的長(zhǎng)度延伸的狹窄蜿蜒地質(zhì)結(jié)構(gòu)。它被稱為縫合區(qū)，只有幾公里寬，由不同類型的巖石碎片組成，并由斷層帶切成薄片。它標(biāo)志著兩個(gè)構(gòu)造板塊融合在一起而遠(yuǎn)古海洋消失的邊界。

我們的地質(zhì)學(xué)家團(tuán)隊(duì)前往這里收集超過(guò)6000萬(wàn)年前爆發(fā)為熔巖的巖石。通過(guò)解碼保存在其中的磁記錄，我們希望重建古代大陸的地理環(huán)境，并修改喜馬拉雅山創(chuàng)造的故事。

滑動(dòng)板，生長(zhǎng)的山脈

構(gòu)造板塊構(gòu)成了地球的表面，并且不斷運(yùn)動(dòng)著-以每年僅幾厘米的緩慢速度漂移。海洋板塊比其下面的地幔還要冷和密集，因此它們?cè)诟_帶處向下沉入。

地質(zhì)學(xué)家使用水冷式電鉆取芯。圖片來(lái)源：Craig Robert Martin，CC BY-ND

海床板的下沉邊緣像傳送帶一樣在海床后部拖動(dòng)海床，將各大洲拉向彼此。當(dāng)整個(gè)海洋板塊消失在地幔中時(shí)，兩側(cè)的各大洲便以足夠的力量相互沖撞，從而像喜馬拉雅山一樣升起了巨大的山地帶。

地質(zhì)學(xué)家普遍認(rèn)為，喜馬拉雅山是在5500萬(wàn)年前形成的一次大陸碰撞中形成的。當(dāng)時(shí)，新特提斯洋板塊俯沖至歐亞大陸南部邊緣，印度和歐亞構(gòu)造板塊相撞。

但是，通過(guò)測(cè)量印度西北部偏遠(yuǎn)山區(qū)拉達(dá)克地區(qū)巖石的磁性，我們的團(tuán)隊(duì)表明，構(gòu)成世界上最大山脈的構(gòu)造碰撞實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的多階段過(guò)程，涉及至少兩個(gè)俯沖帶。

磁性消息，一直保留

行星金屬外核的不斷運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流，而電流又會(huì)產(chǎn)生地球磁場(chǎng)。根據(jù)您所在的世界，它的定位有所不同。該磁場(chǎng)總是指向向著磁北方還是南方，這就是為什么你的指南針作品，多年平均超過(guò)十萬(wàn)它朝地極點(diǎn)。但是它也以一定角度向下傾斜到地面，具體取決于您距赤道的距離。

一些巖芯樣品，其側(cè)面標(biāo)有樣品定向線。圖片來(lái)源：Craig Robert Martin，CC BY-ND

當(dāng)熔巖噴發(fā)并冷卻形成巖石時(shí)，內(nèi)部的磁性礦物會(huì)鎖定在該位置的磁場(chǎng)方向上。因此，通過(guò)測(cè)量火山巖的磁化強(qiáng)度，像我這樣的科學(xué)家可以確定它們來(lái)自什么緯度。從本質(zhì)上講，這種方法使我們能夠解開(kāi)數(shù)百萬(wàn)年的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，并在整個(gè)地質(zhì)歷史中的不同時(shí)間創(chuàng)建世界地圖。

在多次前往拉達(dá)克喜馬拉雅山的考察中，我們的團(tuán)隊(duì)收集了數(shù)百個(gè)直徑1英寸的巖心樣本。這些巖石最初是在66到6100萬(wàn)年前的火山爆發(fā)時(shí)形成的，大約是碰撞第一階段開(kāi)始的時(shí)候。我們使用了帶有專門設(shè)計(jì)的金剛石取芯鉆頭的手持式電鉆，將大約10厘米的深度鉆入基巖。然后，我們先用原始方向仔細(xì)標(biāo)記這些圓柱狀磁芯，然后再使用非磁性工具將其從巖石中鑿出。

目的是重建這些巖石最初形成的位置，然后再將它們夾在印度和歐亞大陸之間，然后升入喜馬拉雅山的高處。跟蹤樣本以及它們來(lái)自的巖石層的方向，對(duì)于計(jì)算距今六千萬(wàn)年前的古代磁場(chǎng)相對(duì)于地面的指向方式至關(guān)重要。

我們將樣本帶回了MIT古磁性實(shí)驗(yàn)室，并在一個(gè)不受現(xiàn)代磁場(chǎng)屏蔽的特殊房間內(nèi)，將其逐步加熱到1,256華氏度(680攝氏度)以緩慢消除磁化強(qiáng)度。

不同的礦物種群在不同的溫度下獲得其磁化強(qiáng)度。以這種方式逐漸加熱然后測(cè)量樣品，使我們能夠通過(guò)去除可能隱藏起來(lái)的最新疊印來(lái)提取原始磁方向。

磁跡線繪制地圖

使用整個(gè)樣本集的平均磁方向，我們可以計(jì)算出它們的古代緯度，我們稱其為古緯度。

喜馬拉雅山的原始單階段碰撞模型預(yù)測(cè)，這些巖石將在北約20度的北緯附近形成于歐亞大陸，但我們的數(shù)據(jù)表明，這些巖石在印度或歐亞大陸均未形成。取而代之的是，它們形成于一連串的火山島上，位于開(kāi)闊的新特提斯海洋中，北緯約8度，位于當(dāng)時(shí)歐亞大陸以南數(shù)千公里的地方。

只有有兩個(gè)俯沖帶將印度迅速拉向歐亞大陸，而不僅僅是一個(gè)，才能解釋這一發(fā)現(xiàn)。

在一個(gè)被稱為古新世的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，印度追上了火山島鏈并與之碰撞，將我們最終采樣的巖石刮到了印度的北部邊緣。然后，印度繼續(xù)向北發(fā)展，大約在40至4500萬(wàn)年前沖入歐亞大陸，比通常認(rèn)為的晚了10至1500萬(wàn)年。

最終的大陸碰撞使火山島從海平面上升了4000多米，直至現(xiàn)在的位置，在那里它們沿著壯觀的喜馬拉雅山口形成鋸齒狀的露頭。