喜馬拉雅巖石的磁性揭示了這座山復(fù)雜的構(gòu)造歷史
壯觀的喜馬拉雅荒野的微弱聲音被在下面的Khardung-La公路上咆哮的軍事車隊刺穿。這提醒我們，我們離印度、巴基斯坦和中國之間的邊界只有幾英里遠。
這一地區(qū)也有不同類型的邊界，即沿喜馬拉雅山長度延伸的狹窄的纏繞地質(zhì)構(gòu)造。它被稱為縫合區(qū)，只有幾公里寬。它由不同類型的巖石碎片組成，被斷裂帶切割成薄片。它標(biāo)志著兩個構(gòu)造板塊的融合和古海洋的消失。
我們的地質(zhì)學(xué)家團隊來到這里，收集了六千多萬年前爆發(fā)成熔巖的巖石。通過對保存在其中的磁性記錄進行解碼，我們希望重建這個古老大陸的地理環(huán)境，并修改喜馬拉雅山脈創(chuàng)造的故事。
一塊滑雪板，一個不斷擴大的山脈。
構(gòu)造板塊構(gòu)成地球表面，并不斷移動--以每年只有幾厘米的速度緩慢漂移。海洋板塊比它們下面的地幔更冷，密度更高，因此它們在俯沖帶向下下沉。
海床板塊下沉的邊緣像傳送帶一樣把海床拉在海床的后面，把大陸拉向彼此。當(dāng)整個海洋板塊消失在地幔中時，兩側(cè)的大陸以足夠的力量相互碰撞，從而形成喜馬拉雅山這樣巨大的山區(qū)。
地質(zhì)學(xué)家普遍認為喜馬拉雅山是在5500萬年前形成的大陸碰撞形成的。當(dāng)時，新特提斯板塊俯沖到歐亞大陸南緣，印度和歐亞大陸的構(gòu)造板塊相互碰撞。
然而，通過測量印度西北部偏遠山區(qū)拉達克的巖石磁性，我們的團隊已經(jīng)表明，構(gòu)成世界最大山脈的構(gòu)造碰撞實際上是一個復(fù)雜的多階段過程，至少涉及兩個俯沖帶。
磁性信息，保存
行星金屬外核的持續(xù)運動會產(chǎn)生電，進而產(chǎn)生地球的磁場。根據(jù)你所居住的世界，它的位置不同。磁場總是指向磁場的北面或南面，這就是為什么你的指南針在地球極點上的工作時間平均超過10萬次。但它也會以一定角度向地面傾斜，這取決于你離赤道的距離。
在一些巖心樣品中，樣品的取向線被標(biāo)記在巖心樣品的一側(cè)。來源：CraigRobertMartin，CCBY-ND。
當(dāng)熔巖噴發(fā)并冷卻形成巖石時，內(nèi)部磁性礦物就會鎖定在那個位置的磁場方向上。因此，通過測量火山巖的磁化程度，像我這樣的科學(xué)家可以確定它們來自哪個緯度。從本質(zhì)上講，這種方法使我們能夠解開數(shù)百萬年的板塊構(gòu)造運動，并在整個地質(zhì)歷史的不同時期繪制世界地圖。
在拉達克喜馬拉雅山脈的多次旅行中，我們的團隊收集了數(shù)百個直徑1英寸的巖心樣本。這些巖石最初是在66至6100萬年前火山爆發(fā)時形成的，大約在碰撞的第一階段就開始了。我們使用了一個帶有專門設(shè)計的鉆石取心鉆頭的手持式電鉆，鉆入基巖約10厘米。然后，我們仔細地在原始方向上標(biāo)記這些圓柱形巖心，然后使用非磁性工具將它們從巖石中挖出。
目的是重建巖石的原始位置，然后把它們夾在印度和歐亞大陸之間，然后上升到喜馬拉雅山脈的高度。追蹤樣品和它們來自的巖層的方向，對于計算6000萬年前古磁場相對于地面的指向方式至關(guān)重要。
我們把樣品帶回麻省理工學(xué)院的古地磁實驗室，在一個沒有現(xiàn)代磁場保護的特殊房間里逐漸加熱到1256華氏度(680攝氏度)，以緩緩消除磁化。
不同礦物群在不同溫度下的磁化強度。通過這種方法，樣品被逐漸加熱，然后測量，這樣我們就可以通過去除可能隱藏的最新的重印來提取原始的磁方向。
磁跡映射
