En respirant rapidement l'air raréfié de la montagne, mes collègues et moi avons déposé notre équipement. Nous sommes à la base d'un affleurement déchiqueté qui dépasse d'une pente raide de gravier.

Le paysage sonore étouffé de la spectaculaire nature sauvage de l'Himalaya est ponctué par un convoi militaire rugissant le long de la route Khardung-La en contrebas. C'est un rappel à quel point nous sommes proches des frontières longtemps contestées entre l'Inde, Le Pakistan et la Chine qui se trouvent sur les lignes de crête à quelques kilomètres de là.

Cette zone contient également un autre type de limite, une structure géologique sinueuse étroite qui s'étend le long de la chaîne de montagnes himalayenne. Connue sous le nom de zone de suture, il ne fait que quelques kilomètres de large et se compose d'éclats de différents types de roches, tous découpés ensemble par des zones de failles. Il marque la limite où deux plaques tectoniques ont fusionné et un ancien océan a disparu.

Notre équipe de géologues s'est rendue ici pour collecter des roches qui ont éclaté sous forme de lave il y a plus de 60 millions d'années. En décodant les enregistrements magnétiques conservés à l'intérieur, nous espérions reconstruire la géographie des anciennes masses continentales et réviser l'histoire de la création de l'Himalaya.

Plaques coulissantes, montagnes en croissance

Les plaques tectoniques constituent la surface de la Terre, et ils sont constamment en mouvement, dérivant au rythme imperceptiblement lent de quelques centimètres chaque année. Les plaques océaniques sont plus froides et plus denses que le manteau sous elles, ils s'y enfoncent donc vers le bas au niveau des zones de subduction.

Le bord descendant de la plaque océanique entraîne le fond océanique derrière lui comme un tapis roulant, tirant les continents l'un vers l'autre. Lorsque toute la plaque océanique disparaît dans le manteau, les continents de chaque côté s'entremêlent avec assez de force pour soulever de grandes ceintures de montagnes, comme l'Himalaya.

Les géologues pensaient généralement que l'Himalaya s'était formé il y a 55 millions d'années lors d'une seule collision continentale - lorsque la plaque océanique Néotethys s'est subductée sous la bordure sud de l'Eurasie et que les plaques tectoniques indienne et eurasienne sont entrées en collision.

Mais en mesurant le magnétisme des roches de la région reculée et montagneuse du Ladakh, au nord-ouest de l'Inde, notre équipe a montré que la collision tectonique qui a formé la plus grande chaîne de montagnes du monde était en fait un complexe, processus en plusieurs étapes impliquant au moins deux zones de subduction.

Messages magnétiques, préservé pour toujours

Le mouvement constant du noyau extérieur métallique de notre planète crée des courants électriques qui à leur tour génèrent le champ magnétique terrestre. Il est orienté différemment selon l'endroit où vous vous trouvez dans le monde. Le champ magnétique pointe toujours vers le nord ou le sud magnétique, c'est pourquoi votre boussole fonctionne, et moyennée sur des milliers d'années, elle pointe vers le pôle géographique. Mais il descend également dans le sol à un angle qui varie en fonction de la distance qui vous sépare de l'équateur.

Lorsque la lave éclate et se refroidit pour former de la roche, les minéraux magnétiques à l'intérieur se verrouillent dans la direction du champ magnétique de cet endroit. Ainsi en mesurant l'aimantation des roches volcaniques, les scientifiques comme moi peuvent déterminer de quelle latitude ils viennent. Essentiellement, cette méthode nous permet de dérouler des millions d'années de mouvements tectoniques des plaques et de créer des cartes du monde à différents moments de l'histoire géologique.

Au cours de multiples expéditions dans l'Himalaya du Ladakh, notre équipe a collecté des centaines d'échantillons de carottes de roche de 1 pouce de diamètre. Ces roches se sont formées à l'origine sur un volcan actif il y a entre 66 et 61 millions d'années, à peu près au moment où les premières étapes de la collision ont commencé. Nous avons utilisé une perceuse électrique à main avec un foret de carottage au diamant spécialement conçu pour forer environ 10 centimètres dans le substrat rocheux. Nous avons ensuite soigneusement marqué ces carottes cylindriques avec leur orientation d'origine avant de les ciseler de la roche avec des outils non magnétiques.

L'objectif était de reconstituer l'endroit où ces roches se sont formées à l'origine, avant qu'ils ne soient pris en sandwich entre l'Inde et l'Eurasie et élevés dans le haut Himalaya. Garder une trace de l'orientation des échantillons ainsi que des couches rocheuses dont ils proviennent est essentiel pour calculer dans quelle direction l'ancien champ magnétique pointait par rapport à la surface du sol tel qu'il était il y a plus de 60 millions d'années.

Nous avons ramené nos échantillons au laboratoire de paléomagnétisme du MIT et, à l'intérieur d'une pièce spéciale à l'abri du champ magnétique moderne, nous les avons chauffés par incréments jusqu'à 1, 256 degrés Fahrenheit (680 degrés Celsius) pour supprimer lentement la magnétisation.

Différentes populations minérales acquièrent leur aimantation à différentes températures. Le chauffage incrémentiel puis la mesure des échantillons de cette manière nous permettent d'extraire la direction magnétique d'origine en supprimant les surimpressions plus récentes qui pourraient la masquer.

Les traces magnétiques construisent une carte

En utilisant la direction magnétique moyenne de toute la série d'échantillons, nous pouvons calculer leur ancienne latitude, que nous appelons la paléolatitude.

Le modèle original de collision en une seule étape pour l'Himalaya prédit que ces roches se seraient formées près de l'Eurasie à une latitude d'environ 20 degrés au nord, mais nos données montrent que ces roches ne se sont formées ni sur le continent indien ni sur le continent eurasien. Au lieu, ils se sont formés sur une chaîne d'îles volcaniques, en plein océan Neotethys à une latitude d'environ 8 degrés nord, des milliers de kilomètres au sud de l'endroit où se trouvait l'Eurasie à l'époque.

Ce résultat ne peut s'expliquer que s'il y avait deux zones de subduction tirant rapidement l'Inde vers l'Eurasie, plutôt qu'un seul.

Au cours d'une période géologique connue sous le nom de Paléocène, L'Inde a rattrapé la chaîne d'îles volcaniques et est entrée en collision avec elle, en grattant les roches que nous avons finalement échantillonnées sur le bord nord de l'Inde. L'Inde a ensuite continué vers le nord avant de s'enfoncer dans l'Eurasie il y a environ 40 à 45 millions d'années – 10 à 15 millions d'années plus tard qu'on ne le pensait généralement.

Cette dernière collision continentale a élevé les îles volcaniques du niveau de la mer à plus de 4, 000 mètres jusqu'à leur emplacement actuel, où ils forment des affleurements déchiquetés le long d'un spectaculaire col de l'Himalaya.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.