Още при първото си посещение през 1887 г. Карел Шкорпил проявява голям интерес към внушителните развалини край село Абоба, Новопазарско, определяни от неколцина пътешественици и изследователи преди него като римски лагер. Още тогава „при първата си обиколка“ той се уверява, че тук не може да става въпрос за римски лагер и пише:
„В 1887 г. минах през Върбишкия проход от Сливен в Северна България, към центъра на Първото българско царство – Шуменското поле, към първите му центрове – Върбица, Преслав, Мадара и Абоба. Най-силно впечатление ми направи Абобския лагер със своето положение, размери, развалини на централната му крепостна стена, на големи постройки и други паметници, намерени до тогава в абобските развалини и близката околност. Още при първата си обиколка се уверих, че тук не може да се касае за лагер от римско време […] Пред мен се е явил един от най-големите и най-любопитни въпроси и реших да се огранича главно при моите нови проучвания с тази неразрешена задача. За да бъда наблизо […] поисках преместването си от Сливен във Варна.“.
Карел бил заинтригуван и от факта, че толкова голямо укрепление не фигурира никъде в римските карти и не е споменато в старата литература. Освен това, в развалините на Абоба и околностите й са открити прабългарски надписи на гръцки език, в които се говори за българските владетели Омуртаг и Маламир.
    През годините на учителстването му в Търново, Шкорпил се запознава и със запазения в църквата „Св. Четиридесет мъченици“ Омуртагов надпис, в който се съобщава за столицата на Омуртаг, която се намира на 85 км разстояние от новопостроения дворец на Дунав. След като измерва разстоянието от района на Силистра към вътрешността, Шкорпил установил, че то не отговаря нито на местоположението на Търново, нито пък на Преслав, а вниманието му било насочено именно към лагерът при село Абоба.
    В продължение на няколко години извършва в свободното си време неколкократни обиколки и наблюдения в района. Посещава и групите големи необработени камъни, които местното население наричало „Девташлари“, които също не напомняли по нищо културата на гърци, траки и римляни. Постепенно, на базата на много проучвания и археологически паметници, Шкорпил стига до заключението, че „не Преслав е първата българска столица, а градът, чиито останки стърча до с. Абоба, градът който някога се е наричал вероятно Плиска“. До тогава съществува мнението, че Първото българско царство е имало само една столица и тя се е наричала Преслав.
    През 1898 г. вероятно окуражен и от прочита на двете хански имена от надписа върху мадарската скала, Карел Шкорпил се решава да оповести своята хипотеза, първо на публично събрание в Шумен, а след това и в книгите „Могили“ и „Паметници на град Одесос-Варна“, че Абобските старини са останки от „старобългарската столица на Аспаруха, Крума, Омуртага и Маламера, тя е била после пренесена в близкия Преслав“. Тя е била посрещната с единодушно недоверие, а авторът й е подложен на открити подигравки и критики в пресата. По това време директорът на Руския археологически институт в Константинопол, видният руски учен проф. Ф. Успенски, търсил обект за археологически проучвания в България. Заинтригуван от предположението на Шкорпил, взема решение да се спре окончателно в избора си на обект за проучвания – именно на Абоба. Първите разкопки се провеждат от 6 октомври до 10 ноември 1899 г., под ръководството на Успенски и Карел Шкорпил и продължават и през следващия сезон. Резултатите са блестящи и потвърждават, че развалините при Абоба са били важен център на езическа България, а откриването на колоната с Чаталарския надпис от времето на хан Омуртаг през 1905 г., където се споменава името на неговата резиденция – Плиска, разсейва и последните възражения на скептиците.
Резултатите от археологическите проучвания са публикувани през 1905 г. на руски език в Известията на Руския археологически институт под заглавието „Материали за българските старини – I Абоба-Плиска“, състоящи се 23 глави, 16 от които са на Карел Шкорпил.

С идентифицирането на първата българска столица с Абоба, Карел Шкорпил извършва най-блестящото археологическо откритие у нас в края на XIX и първите години на XX в. Откритие - резултат на продължителни проучвания и наблюдения. Откритие, което остава и най-сериозното постижение на българската средновековна археология.

Шкорпил се е отнасял с крайна добросъвестност към своята задача. Неговите описания, рисунки, скици и планове се отличават с възможната точност, въпреки че той не винаги е разполагал с необходимите за това измервателни инструменти. Той не описва само паметника, неговата форма и материал, но и местността, в която той се намира; от местното население е събирал сведения и е записвал легенди за старините, полагал е огромни грижи за запазването на паметниците.