Förutom att vara den sista horisonten för äventyrare och andliga sökande, Himalaya -regionen är en utmärkt plats för att förstå geologiska processer. Det är värd mineralfyndigheter av världsklass av koppar, leda, zink, guld och silver, liksom sällsynta element som litium, antimon och krom, som är avgörande för modern teknik. Höjningen av den tibetanska platån påverkar till och med det globala klimatet genom att påverka atmosfärens cirkulation och utvecklingen av säsongsbetonade monsuner.

Men trots dess betydelse, forskare förstår fortfarande inte helt de geologiska processer som bidrar till regionens bildning. "Tibets fysiska och politiska otillgänglighet har begränsade vetenskapliga studier, så de flesta fältförsök har antingen varit för lokaliserade för att förstå helheten eller så har de saknat tillräcklig upplösning på djup för att korrekt förstå processerna, "sa Simon Klemperer, en geofysikprofessor vid Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap (Stanford Earth).

Nu, nya seismiska data som samlats in av Klemperer och hans kollegor ger den första väst-till-östvy av underjorden där Indien och Asien kolliderar. Forskningen bidrar till en pågående debatt om strukturen för Himalaya -kollisionszonen, den enda platsen på jorden där kontinentala plattor fortsätter att krascha idag - och källan till katastrofer som Gorkha -jordbävningen 2015 som dödade cirka 9, 000 människor och tusentals skadade.

De nya seismiska bilderna tyder på att två konkurrerande processer samtidigt fungerar under kollisionszonen:rörelse av en tektonisk platta under en annan, liksom gallring och kollaps av skorpan. Forskningen, genomförd av forskare vid Stanford University och Chinese Academy of Geological Sciences, publicerades i Förfaranden från National Academy of Sciences 21 september.

Studien markerar första gången som forskare har samlat verkligt trovärdiga bilder av det som kallas en strejk, eller längsgående, variation i Himalaya -kollisionszonen, medförfattare Klemperer sa.

När den indiska plattan kolliderar med Asien bildar den Tibet, den högsta och största bergsplatån på planeten. Denna process började mycket nyligen i geologisk historia, för cirka 57 miljoner år sedan. Forskare har föreslagit olika förklaringar till dess bildande, såsom en förtjockning av jordskorpan orsakad av den indiska plattan som tvingar sig fram under den tibetanska platån.

För att testa dessa hypoteser, forskare påbörjade det stora logistiska arbetet med att installera nya seismiska inspelare 2011 för att lösa detaljer som tidigare kan ha förbises. Viktigt, de nya inspelarna installerades från öst till väst över Tibet; traditionellt, de hade bara utplacerats från norr till söder eftersom det är den riktning landets dalar är orienterade och därmed den riktning som vägar historiskt har byggts.

De sista bilderna, sammanfogade från inspelningar med 159 nya seismometrar med nära avstånd längs två 620 mil långa profiler, avslöja var den indiska skorpan har djupa tårar i samband med krökning av Himalaya -bågen.

"Vi ser i mycket finare skala vad vi aldrig sett förut, "Sa Klemperer." Det krävdes en heroisk ansträngning att installera seismometrar med nära avstånd över bergen, istället för längs dalarna, att samla in data i väst-östlig riktning och göra denna forskning möjlig. "

Bygga och bryta

När den indiska tektoniska plattan rör sig från söder, manteln, plattans tjockaste och starkaste del, doppar under den tibetanska platån. De nya analyserna avslöjar att denna process orsakar att små delar av den indiska plattan bryts av under två av ytskärmarna, sannolikt skapar tårar i plattan - ungefär som hur en lastbil som barrerar genom ett smalt gap mellan två träd kan hugga av trädstammar. Platsen för sådana tårar kan vara avgörande för att förstå hur långt en stor jordbävning som Gorkha kommer att sprida sig.

"Dessa övergångar, dessa hoppar mellan felen, är så viktiga och de är i en skala som vi normalt inte märker förrän efter en jordbävning har inträffat, Sa Klemperer.

En ovanlig aspekt av Tibet innebär att mycket djupa jordbävningar inträffar, mer än 40 miles under ytan. Med hjälp av deras seismiska data, forskarna hittade samband mellan plåtrev och förekomsten av de djupa skalven.

Forskningen förklarar också varför tyngdkraften varierar i olika delar av kollisionszonen. Medförfattarna antog att efter att de små bitarna tappat av den indiska tallriken, mjukare material underifrån bubblade upp, skapa massobalanser i kollisionszonen Indien-Tibet.

Ett naturligt laboratorium

Indien-Tibet-regionen ger också inblick i hur delar av östra USA kunde ha bildats genom kontinentala kollisioner för ungefär en miljard år sedan.

"Det enda sättet att förstå vad som kan ha hänt i östra Nordamerika idag är att komma till Tibet, "Sa Klemperer." För geologer, detta är den enda stora kontinentalkollisionen som äger rum på jorden idag - det är detta naturliga laboratorium där vi kan studera dessa processer. "