Enligt Craig Martin, Att dechiffrera jordens geologiska förflutna är som en myra som klättrar över en bilolycka. "Du måste ta reda på hur bilolyckan hände, hur snabbt bilarna körde, i vilken vinkel de träffade, " förklarar Martin, en doktorand vid MIT:s Department of Earth, Atmosfärs- och planetvetenskap (EAPS). "Du är bara en liten myra som vandrar över detta enorma kaos, " han lägger till.

Olycksplatsen Martin undersöker är Himalaya, en 1, 400 mil lång bergskedja som reste sig när de indiska och eurasiska tektoniska plattorna krympte ihop. "The mainstream idé är:Det fanns Eurasien, det fanns Indien, och de kolliderade för 50 miljoner år sedan, " säger Oliver Jagoutz, en docent i EAPS och Martins rådgivare. "Vi tycker att det var mycket mer komplicerat än så, för det är alltid mer komplicerat."

Detektivarbete vid 11, 000 fot

Åttio miljoner år sedan, Indien och Eurasien var 4, 000 mil ifrån varandra, åtskilda av en gammal vattenmassa som geologer kallar Neotethys Ocean, men Jagoutz tror att det fanns mer än bara havsvatten mellan de två. Han är inte ensam. Många geologer är överens om förekomsten av en båge av vulkaniska öar som bildades på gränsen till en mindre tektonisk platta, liknande Marianerna i Stilla havet. Dock, det finns en debatt om huruvida dessa öar först kolliderade med den eurasiska plattan i norr eller den indiska plattan i söder. Jagoutz hypotes är den senare. "Om jag har rätt, bågen sitter nära ekvatorn. Om de andra har rätt, fragmenten ska vara 20 grader norr, " förklarar han. "Så enkelt är det." Men det kan betyda en värld av skillnad när det gäller att förklara paleoklimatet – inte bara i Himalaya, men också globalt.

För att testa denna hypotes, Jagoutz och Martin vände sig till paleomagnetism. Vissa stenmineraler, såsom magnetit, innehåller järn och fungerar som små stångmagneter, orienterar deras magnetisering längs jordens magnetfält. Vid ekvatorn, magnetit i nybildade bergarter kommer att magnetiseras parallellt med marken men ju längre norr eller söder den är, desto mer lutande blir magnetiseringen. "Vi kan mäta, väsentligen, breddgraden som en sten bildades på, " förklarar Martin.

Om du skulle ta en bit av Kohistan-Ladakh-regionen i Himalaya i norra Indien, du skulle se en följd av bergskikt som representerar Indien-plattan och Eurasienplattan, med den vulkaniska öns båge inklämd däremellan. "Det är därför Ladakh är en riktigt cool plats att gå till, för du kan gå genom hela den här kollisionen, säger Martin.

Sommaren 2018, Martin och Jade Fischer, en junior dubbel-major i EAPS och fysik, tillbringade sex veckor i Ladakh för att samla in prover från vulkaniska stenar. Tillbaka på MIT, Martin mätte den paleomagnetiska signaturen för dessa stenar, och hans resultat placerade Kohistan-Ladakh-bågen precis vid ekvatorn, i överensstämmelse med Jagoutz teori.

Ett magnetiskt samarbete

Megan Günther, en junior i EAPS, hörde först om möjligheten att göra fältarbete i Ladakh när Martin höll en presentation om sin forskning i hennes strukturgeologiklass i höstas. "I slutet, han sa till oss att han förmodligen skulle åka igen och för att meddela honom om vi var intresserade, Guenther förklarar. "Jag mailade honom en timme senare."

Guenther hade letat efter en chans att få mer fälterfarenhet. Hon arbetar på kompositionerna av månglasögon med Tim Grove, Robert R. Shrock professor i jord- och planetvetenskap, där forskningen helt sker i labbet. "Du kan inte göra fältarbete på månen, " skämtar hon.

Förra sommaren, Guenther och Martin tillbringade sex veckor i Ladakh för att samla stenprover från den eurasiska plattan för att bevisa att detta inte också var längre söderut, kartlägga regionen och göra strukturanalyser. Både Guenther och Martin fick stöd av MIT International Science and Technology Initiatives (MISTI) och MITI Global Seed Fund.

MITI och Jagoutz går tillbaka länge, med MITI-finansieringskursutflykter, avdelningsresor, och ett antal av Jagoutz elever. "MITI-Indien har varit bra mot oss, " säger han. "De finansierade verkstaden där vi kom på hela konceptet för det här arbetet." Och, säger Jagoutz, eleverna älskar verkligen upplevelsen. "De blir påverkade av det, och många människor valde sina karriärvägar efter det, " säger Jagoutz. "I slutändan, det är vad MITI handlar om:en upplevelse som talar om för eleverna att de vill komma in i naturvetenskap."

För Günther, resan var en väsentlig del av hennes utbildning som geolog. "Jag känner mig mycket mer självsäker som fältgeolog, vilket är precis vad jag ville, " säger hon. Det gjorde också intryck på geologins titaniska skala. "Omfattningen av allt är så galen, " säger Günther. "Du är redan vid 11, 000 fot, minimum, hela tiden, och sedan reser sig dessa enorma berg ovanför det."

Genom att lösa historien om kollisionen som resulterade i Himalaya, Jagoutz och hans team belyser också dess globala implikationer. Storskaliga kollisioner, Jagoutz förklarar, har inte bara lokala effekter, och i fallet med Himalaya kan de också förklara några av jordens tidigare glaciationshändelser. "Det är det som är bra med geologi:dimensionerna, " säger Jagoutz. "Du tittar på en magnetitkristall i en sten, och den berättar hur global kylning fungerar."

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.