Toen de beroemde geofysicus J. Tuzo Wilson van de Universiteit van Toronto (U of T) in de jaren zestig concepten op het opkomende gebied van plaattektoniek cementeerde, hij bracht een revolutie teweeg in de studie van de fysieke kenmerken en het gedrag van de aarde. Decennia later, Opvolgeronderzoekers aan de U of T en de Technische Universiteit van Istanbul hebben vastgesteld dat een reeks vulkanen en een bergplateau in centraal Turkije niet alleen gevormd zijn door de botsing van tektonische platen, maar in plaats daarvan door een enorme druppel en vervolgens loslating van de onderste tektonische plaat onder het aardoppervlak.

De onderzoekers stellen dat de reden waarom het Centraal-Anatolische (Turkse) plateau de afgelopen 10 miljoen jaar met maar liefst een kilometer is gestegen, is omdat de korst en de bovenste mantel van de planeet - de lithosfeer - dikker is geworden en onder het gebied is gedruppeld. Toen de lithosfeer in de onderste mantel zonk, het vormde eerst een bassin aan de oppervlakte, die later opsprong toen het gewicht eronder afbrak en verder wegzonk in de diepere diepten van de mantel.

"Het lijkt erop dat de zware basis van de tektonische plaat is 'afgedruppeld' in de mantel, een enorme opening in de plaat onder Centraal-Anatolië achterlatend. Eigenlijk, door dit dichte lithosferische anker te laten vallen, er is een opwaartse beweging geweest van de hele landmassa over honderden kilometers, " zei professor Oğuz H. Göğüş van het Eurasia Institute of Earth Sciences aan de Technische Universiteit van Istanbul (ITU), hoofdauteur van een onderzoek waarin de bevindingen worden gerapporteerd die zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie deze maand.

Het is een nieuw idee waarbij plaatverkorting aanvankelijk een berggordel samenpersde en vouwde, veroorzaakt het verdikken en druipen van de diepe lithosfeer, en vervolgens het verhogen van de hoogte van het grootste deel van Midden-Turkije. Verbaasd over de aanwezigheid van een dergelijk proces op een aanzienlijke afstand van de reguliere plaattektonische grenzen, het onderzoeksteam ging op zoek naar waarom, in een gebied met veel verwarming en grote hoogte, is de lithosfeer beneden helemaal verdwenen - iets dat recentelijk uit de seismologie is ontdekt.

Ze testten krachtige rekenmodellen tegen bekende geologische en geofysische waarnemingen van het Centraal-Anatolische plateau, en toonde aan dat een druppel lithosferisch materiaal onder het oppervlak de gemeten hoogteverschillen in de regio kan verklaren.

"Het is een nieuwe variatie op de fundamentele concepten van platentektoniek, " zei professor Russell Pysklywec, voorzitter van de afdeling Aardwetenschappen aan de U of T en een van de coauteurs van de studie. "Het geeft ons enig inzicht in het verband tussen de langzame circulatie van bijna vast gesteente in de aardmantel, veroorzaakt door convectiestromen die warmte naar boven voeren vanuit het binnenste van de planeet, en waargenomen actieve platentektoniek aan het oppervlak.

"Dit maakt deel uit van de heilige graal van platentektoniek - het verbinden van de twee processen om te begrijpen hoe de korst reageert op de thermische motor van de mantel van de planeet."

Pysklywec voerde de studie uit met Göğüş, die in 2010 promoveerde aan de U of T, en collega-onderzoekers aan de ITU, waaronder professor A.M.C. Şengör, en Erkan Gün van het Eurasia Institute of Earth Sciences van het Istanbul Technical Institute. Gün is nu ook een huidige afgestudeerde student aan de U of T, onder toezicht van Pysklywec. Het onderzoek draagt ​​bij aan decennia van baanbrekend werk op het gebied van platentektoniek bij U of T, en bouwt voort op het baanbrekende werk van Wilson.

"Tuzo Wilson is internationaal een torenhoge figuur in de geofysica en de persoon die het meest verantwoordelijk is voor het pionieren van de ideeën van platentektoniek in de jaren zestig, " zei Pysklywec. "Ik ben blij dat we zijn erfenis in de geofysica met ons werk voortzetten."

Terwijl Pysklywec opmerkt dat er veel locaties op aarde zijn die de lithosfeer hieronder missen, hij is er snel bij om te verzekeren dat geen enkele plaats in direct gevaar verkeert om in de mantel te zinken of van de ene op de andere dag omhoog te stijgen. "Onze resultaten laten zien dat het Centraal-Anatolische plateau over een periode van miljoenen jaren is gestegen. We hebben het over vloeiende bewegingen van de mantel en opheffing in het tempo waarin vingernagels groeien."

Göğüş benadrukt de banden van de tektoniek met de menselijke geschiedenis door te zeggen:"De bevindingen zijn ook opwindend vanwege het verband met de opmerkelijke historische menselijke activiteit van Centraal-Anatolië, waar enkele van de vroegst bekende beschavingen hebben bestaan. Bijvoorbeeld, Centraal-Anatolië wordt beschreven als een verheven, droog, koude vlakte van Lycaonia in Strabo's Geographika in 7 voor Christus, en zelfs grotschilderingen in de regio die dateren uit ongeveer 7000 voor Christus registreren actieve vulkaanuitbarstingen op het plateau."