Himalaya står som jordens högsta bergskedja, möjligen den högsta någonsin. Hur bildades det? Varför är den så hög?
Du kanske tror att förstå stora bergskedjor kräver stora mätningar - kanske satellitbilder över tiotals eller hundratusentals kvadratkilometer. Även om forskare verkligen använder satellitdata, studerar många av oss, inklusive jag, de största bergskedjorna genom att förlita sig på de minsta mätningarna av små mineraler som växte när bergskedjan bildades.
Dessa mineraler finns i metamorfa bergarter - bergarter som omvandlas av värme, tryck eller båda. En av de stora glädjeämnena med att studera metamorfa bergarter ligger i mikroanalys av deras mineraler. Med mätningar på skalor som är mindre än tjockleken på ett människohår kan vi låsa upp åldern och kemiska sammansättningar gömda inuti små kristaller för att förstå processer som sker i en kolossal skala.
Mineraler som innehåller radioaktiva grundämnen är av speciellt intresse eftersom dessa grundämnen, som kallas föräldrar, sönderfaller i känd hastighet för att bilda stabila grundämnen, kallade döttrar. Genom att mäta förhållandet mellan förälder och dotter kan vi avgöra hur gammalt ett mineral är.
Med mikroanalys kan vi till och med mäta olika åldrar i olika delar av en kristall för att bestämma olika tillväxtstadier. Genom att koppla kemin i olika zoner inom ett mineral till händelser i en bergskedjas historia kan forskare sluta sig till hur bergskedjan byggdes ihop och hur snabbt.
Mitt forskarteam och jag analyserade och avbildade ett enda korn av metamorf monazit från stenar som vi samlat in från Annapurna-regionen i centrala Nepal. Även om den bara är 1,75 mm lång, är detta en gigantisk kristall enligt geologstandarder - ungefär 30 gånger större än typiska monazitkristaller. Vi gav det smeknamnet "Monzilla."
Med hjälp av en elektronsondsmikroanalysator samlade vi in och visualiserade data om koncentrationen av torium - ett radioaktivt element, liknande uran - i kristallen. Färger visar fördelningen av torium, där vitt och rött indikerar högre koncentrationer, medan blått och lila indikerar lägre koncentrationer. Siffror överlagrade på bilden representerar ålder i miljoner år.
Torium-bly-datering mäter förhållandet mellan förälder-thorium och dess dotter-bly; detta förhållande beror på toriums sönderfallshastighet och kristallens ålder. Vi ser att det finns två olika zoner i provet:en cirka 30 miljoner år gammal kärna med höga toriumkoncentrationer och en cirka 10 miljoner år gammal, blobby kant med låga toriumkoncentrationer.
När den indiska tektoniska plattan knakar norrut in i Asien, begravs stenar först djupt, och skjuts sedan söderut på enorma förkastningar. Dessa fel är för närvarande ansvariga för några av de mest katastrofala jordbävningarna på vår planet. Som ett exempel, 2015, utlöste jordbävningen i Gorkha med magnituden 7,8 i centrala Nepal jordskred som utplånade staden Langtang, där jag hade arbetat ett dussin år tidigare. Uppskattningsvis 329 människor dog där, och endast 14 överlevde.
Våra kemiska analyser av denna monazitkristall och närliggande prover indikerar att dessa stenar begravdes djupt under dragförkastningar, vilket fick dem att delvis smälta och bilda den ungefär 30 miljoner år gamla monazitkärnan. För cirka 10 miljoner år sedan bars stenarna upp på ett stort dragförkastning och bildade monazitkanten. Dessa data visar att det tar lång tid att bygga bergskedjor – åtminstone 30 miljoner år, i det här fallet – och att stenar i princip cirkulerar genom dem.
Genom att studera stenar på andra platser kan vi kartlägga rörelsen för dessa dragkrafter och bättre förstå Himalayas ursprung.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
