研究人员称，印度洋中存在一个巨大的“洞”，但它不是那种可以排干所有水的洞。相反，这是地质学家用来描述地球重力低于平均水平的区域的术语。一项新的研究可能最终揭示了它的起源：它似乎是由来自非洲深处、古代海底沉没残余边缘上升的熔岩柱引起的。
在理想的宇宙中，地球将是一个完美的球体，并且其引力在表面上的每个点都完全相同。但实际上，地球比真正的球体更扁平，尤其是在北极和南极周围，并且在赤道附近向外凸出。此外，不同区域会产生不同的引力，具体取决于其下方地壳、地幔和地核的质量。
通过地面传感器和卫星进行的局部重力测量可以结合起来，显示仅受这些不同引力拖拽影响的海洋表面外观，从而消除风和潮汐等其他影响。这产生了我们星球引力高点和低点的夸张可视化，称为全球大地水准面。其中最著名的模型之一被称为“波茨坦重力土豆”（以它所像的块茎和开发它的德国研究所的所在地命名）。
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印度洋大地水准面下的一个明显的凹陷——称为印度洋大地水准面低值区 (IOGL)——是地球上最突出的重力异常。它覆盖超过 300 万平方公里，中心位于印度南端西南约 1,200 公里处。（它的巨大，以及海洋在任何给定点看起来都相对平坦的事实，意味着这个凹陷在表面上是不可见的。）这项新研究的资深作者、班加罗尔印度科学研究所 (IISc) 的地球物理学家阿特雷耶·戈什说，由于那里的低重力拉力和周围区域的较高重力拉力相结合，印度洋在该洞上方的海平面比全球平均水平低了惊人的 106 米。
这张地球观测大地水准面的描绘图显示了重力高点（橙色和红色）和低点（蓝色），以米为单位测量。印度洋大地水准面低值区可以在印度南端附近看到。图片来源：Debanjan Pal 等人在地球物理研究快报中发表的“印度洋大地水准面低值区是如何形成的”。2023 年 5 月 5 日在线发布
根据该研究的主要作者、IISc 博士生德班詹·帕尔的说法，IOGL 是在 1948 年荷兰地球物理学家费利克斯·安德里斯·维宁·梅内斯进行的基于船舶的重力调查中发现的。此后，其他船载考察和卫星测量证实了这一点。但科学家们不知道为什么它在那里。
为了回答这个问题，帕尔和戈什比较了十几个计算机模型，这些模型模拟了该区域在过去 1.4 亿年中随着地球构造板块的移动而形成的过程。每个模型都使用了不同的变量来表示地幔内熔融物质的对流。
发表在《地球物理研究快报》上的结果表明，IOGL 的存在是由于独特的地幔结构，以及非洲下方的一个相邻扰动，称为大型低剪切速度省 (LLSVP)，它更常被称为“非洲斑点”。戈什说：“我们看到的是，来自非洲下方 LLSVP 的热的、低密度的物质位于印度洋下方，并形成了这个大地水准面低值区。”
帕尔解释说，主要导致 IOGL 的非洲斑点可能是由地幔深处的“特提斯板块”形成的。地质学家认为这些板块是特提斯洋古老海底的遗迹，特提斯洋位于 2 亿多年前的劳亚古陆和冈瓦纳古陆超大陆之间。非洲和印度都曾是冈瓦纳古陆的一部分，但现在的印度向北移动到特提斯洋——在其后形成了印度洋——大约在 1.2 亿年前。“当属于古老的特提斯洋的俯冲板块沉入地幔并到达核幔边界时，就会出现[熔岩柱]，”帕尔说。“我们还表明，除了这些熔岩柱之外，周围的地幔结构也在形成这个低值区中发挥了作用。”
科罗拉多大学博尔德分校的地球物理学家钟世杰（未参与最新的研究）表示，这是一项有趣而细致的努力，旨在更好地了解 IOGL。“我们喜欢谈论正重力异常，例如非洲和太平洋上方的超级地幔柱，”他说。“但印度洋的大地水准面低值区是我们星球上最深刻的重力异常之一。”
帕尔说，大地水准面低值区可能在大约 2000 万年前形成了现在的形状，当时地幔柱开始在上地幔内扩散。只要地幔物质沿着地幔柱从非洲斑点流出，它就可能会持续存在——这很可能还要持续数百万年。但是，一旦这些流动停止，低值区也将消失。“当导致这个低大地水准面的温度异常移出现今的位置时，”帕尔说，“大地水准面低值区将开始消散。”