Andas snabbt in den tunna bergsluften, jag och mina kollegor ställde ner vår utrustning. Vi är vid foten av en taggig häll som sticker ut uppåt ur en brant grussluttning.

Den dämpade ljudbilden i den spektakulära Himalaya-vildmarken präglas av en militärkonvoj som vrålar längs vägen Khardung-La nedanför. Det är en påminnelse om hur nära vi är de länge omtvistade gränserna mellan Indien, Pakistan och Kina som ligger på ridgelines bara några mil bort.

Detta område innehåller också en annan typ av gräns, en smal slingrande geologisk struktur som sträcker sig längs med Himalayas bergskedja. Känd som en suturzon, den är bara några kilometer bred och består av strimlor av olika typer av stenar som alla är skurna ihop av förkastningszoner. Det markerar gränsen där två tektoniska plattor smälte samman och ett gammalt hav försvann.

Vårt team av geologer reste hit för att samla stenar som bröt ut som lava för mer än 60 miljoner år sedan. Genom att avkoda de magnetiska poster som finns kvar i dem, vi hoppades kunna rekonstruera geografin av forntida landmassor – och revidera historien om Himalayas skapelse.

Glidande plattor, växande berg

Tektoniska plattor utgör jordens yta, och de är ständigt i rörelse – driver i den omärkligt långsamma takten på bara några centimeter varje år. Oceaniska plattor är kallare och tätare än manteln under dem, så de sjunker ner i den vid subduktionszoner.

Den sjunkande kanten på havsplattan drar havsbotten bakom sig som ett transportband, drar kontinenterna mot varandra. När hela havsplattan försvinner in i manteln, kontinenterna på båda sidor plöjer in i varandra med tillräcklig kraft för att lyfta upp stora bergsbälten, som Himalaya.

Geologer trodde generellt att Himalaya bildades för 55 miljoner år sedan i en enda kontinental kollision - när Neotethys Ocean-plattan subducerades under den södra kanten av Eurasien och de indiska och eurasiska tektoniska plattorna kolliderade.

Men genom att mäta magnetismen hos stenar från nordvästra Indiens avlägsna och bergiga Ladakh-region, vårt team har visat att den tektoniska kollisionen som bildade världens största bergskedja faktiskt var en komplex, flerstegsprocess som involverar minst två subduktionszoner.

Magnetiska meddelanden, bevarad för all framtid

Konstant rörelse av vår planets metalliska yttre kärna skapar elektriska strömmar som i sin tur genererar jordens magnetfält. Det är olika inriktat beroende på var i världen du är. Magnetfältet pekar alltid mot det magnetiska norr eller söder, det är därför din kompass fungerar, och i genomsnitt över tusentals år pekar den mot den geografiska polen. Men det lutar också nedåt i marken i en vinkel som varierar beroende på hur långt du är från ekvatorn.

När lava bryter ut och svalnar för att bilda sten, de magnetiska mineralerna inuti låser sig i riktning mot magnetfältet på den platsen. Så genom att mäta magnetiseringen av vulkaniska bergarter, forskare som jag kan avgöra vilken breddgrad de kom ifrån. Väsentligen, denna metod gör att vi kan varva ner miljontals år av platttektoniska rörelser och skapa kartor över världen vid olika tidpunkter genom den geologiska historien.

Under flera expeditioner till Ladakh Himalaya, vårt team samlade in hundratals 1-tums stenkärnprover. Dessa stenar bildades ursprungligen på en vulkan som var aktiv för mellan 66 och 61 miljoner år sedan, ungefär när de första stegen av kollisionen började. Vi använde en handhållen elektrisk borr med en specialdesignad diamantborrkrona för att borra cirka 10 centimeter ner i berggrunden. Vi markerade sedan noggrant dessa cylindriska kärnor med deras ursprungliga orientering innan vi mejslade ut dem ur berget med omagnetiska verktyg.

Syftet var att rekonstruera var dessa stenar ursprungligen bildades, innan de klämdes in mellan Indien och Eurasien och lyftes upp i de höga Himalaya. Att hålla reda på orienteringen av proverna och berglagren de kom från är avgörande för att beräkna vilken väg det gamla magnetfältet pekade i förhållande till markytan som det var för över 60 miljoner år sedan.

Vi tog med våra prover tillbaka till MIT Paleomagnetism Laboratory och, inuti ett speciellt rum som är avskärmat från dagens magnetfält, vi värmde dem i steg upp till 1, 256 grader Fahrenheit (680 grader Celsius) för att långsamt ta bort magnetiseringen.

Olika mineralpopulationer får sin magnetisering vid olika temperaturer. Stegvis uppvärmning och sedan mätning av proverna på detta sätt gör det möjligt för oss att extrahera den ursprungliga magnetiska riktningen genom att ta bort nyare övertryck som kan dölja den.

Magnetiska spår bygger en karta

Med hjälp av den genomsnittliga magnetiska riktningen för hela provserien kan vi beräkna deras gamla latitud, som vi kallar paleolatituden.

Den ursprungliga enstegskollisionsmodellen för Himalaya förutspår att dessa stenar skulle ha bildats nära Eurasien på en latitud av cirka 20 grader norr, men våra data visar att dessa stenar inte bildades på varken den indiska eller den eurasiska kontinenten. Istället, de bildades på en kedja av vulkanöar, ute i det öppna Neotethyshavet på en latitud av cirka 8 grader norr, tusentals kilometer söder om där Eurasien låg på den tiden.

Denna upptäckt kan endast förklaras om det fanns två subduktionszoner som snabbt drog Indien mot Eurasien, snarare än bara en.

Under en geologisk tidsperiod som kallas paleocen, Indien kom ikapp den vulkaniska ökedjan och kolliderade med den, skrapa upp stenarna vi så småningom provade på den norra kanten av Indien. Indien fortsatte sedan norrut innan det ramlade in i Eurasien för cirka 40 till 45 miljoner år sedan – 10 till 15 miljoner år senare än vad man allmänt trodde.

Denna sista kontinentala kollision höjde vulkanöarna från havsnivån upp över 4, 000 meter till deras nuvarande läge, där de bildar taggiga hällar längs ett spektakulärt bergspass i Himalaya.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.