根据多伦多大学地球科学家领导的一项新分析，最近的卫星数据显示，位于土耳其中部安纳托利亚高原的科尼亚盆地在数百万年的时间里不断被重塑。

研究人员说，实验模拟——结合地质、地球物理和大地测量数据——解释了上升的高原内部盆地的神秘下沉，并进一步提出了一种新的板块构造，这对其他没有类似地球板块的行星(如火星和金星)有启示意义。

发表在《自然通讯》上的这项研究表明，该地区的下沉是由于岩石圈多阶段滴水造成的——这种现象被命名为构成地壳和上地幔的岩石物质的不稳定性。当地表下致密的岩石碎片分离并沉入地幔的流体层时，地表形成了盆地和地壳褶皱山等主要地貌。

“根据卫星数据，我们观察到科尼亚盆地的一个圆形特征，地壳正在下沉或盆地正在加深，”主要作者朱莉娅安德森说，她是多伦多大学文理学院地球科学系的博士候选人。“这促使我们研究地表下的其他地球物理数据，在那里我们看到了上地幔的地震异常和增厚的地壳，告诉我们那里有高密度的物质，并表明可能有地幔岩石圈滴水。”

这一结果与研究人员对南美洲安第斯山脉阿里萨罗盆地形成的类似调查相呼应，表明这种现象可能发生在地球上的任何地方，并解释了通常在山地高原地区发现的构造过程。

过去的研究表明，由于岩石圈滴水现象，安纳托利亚中部高原在过去的1000万年里上升了1公里。

地球科学系教授、该研究的合著者拉塞尔·皮斯克利威克(Russell Pysklywec)说:“随着岩石圈变厚并在该地区下方下降，它在地表形成了一个盆地，后来，当下面的重量断裂并沉入地幔的更深深处时，这个盆地就会出现。”

“我们现在看到，这个过程不是一次性的构造事件，最初的滴水似乎在该地区的其他地方催生了随后的子事件，导致科尼亚盆地在不断上升的t rkiye高原内奇怪的快速下沉。”

安德森补充说，新的发现表明，通过初级和次级岩石圈移动的演化，高原隆起和盆地形成事件之间存在联系。“从本质上讲，沉降是伴随着高原的持续抬升而发生的。”

安德森和研究的合著者，包括伊斯坦布尔技术大学和 rkiye的Çanakkale onsekiz Mart大学的同事，在实验室实验中重现了滴落过程并分析了他们的观察结果后得出了他们的发现。

他们建立了实验室模拟模型，根据新测量提供的数据来确定这个过程是如何展开的，在一个有机玻璃罐中装满聚二甲基硅氧烷(PDMS)——一种硅树脂聚合物流体，大约比蔗糖厚1000倍——作为地球的流体下地幔，加入PDMS和模型粘土的混合物来复制地幔最上层的固体部分。最后是一层由陶瓷和硅球制成的沙状层，作为地壳。

研究人员通过将高密度的种子插入PDMS并模拟粘土层来激活模型，从而引发随后被重力向下拉的滴漏。在水箱上方和旁边放置了一组摄像机，以记录随时间的变化，大约每分钟捕获一张高分辨率图像。

“在10小时内，我们观察到滴下的初始阶段，我们称之为初级滴下。第一次滴到盒子底部后，50小时后，我们看到第二次滴到底部，”安德森说。“一次和二次滴注都没有造成人造地壳的任何水平变形，我们预计这通常与地幔岩石圈滴注有关。”

研究人员已经知道，第一次滴液已经引起了实验表面形貌的变化，并且想知道第二次滴液是否会对表面产生任何影响，因为它比第一次滴液的大小更小。

安德森说:“我们注意到，随着时间的推移，这种二次滴水确实把地壳向下拉，并开始形成一个盆地，尽管地壳表面没有水平运动。”“研究结果表明，这些主要的构造事件是相互关联的，岩石圈的一次滴水可能会引发行星内部深处的一系列进一步活动。”