研究人員稱，印度洋中存在一個巨大的“洞”，但它不是那種可以排幹所有水的洞。相反，這是地質學家用來描述地球重力低於平均水平的區域的術語。一項新的研究可能最終揭示了它的起源：它似乎是由來自非洲深處、古代海底沉沒殘餘邊緣上升的熔岩柱引起的。
在理想的宇宙中，地球將是一個完美的球體，並且其引力在表面上的每個點都完全相同。但實際上，地球比真正的球體更扁平，尤其是在北極和南極周圍，並且在赤道附近向外凸出。此外，不同區域會產生不同的引力，具體取決於其下方地殼、地幔和地核的質量。
透過地面感測器和衛星進行的區域性重力測量可以結合起來，顯示僅受這些不同引力拖拽影響的海洋表面外觀，從而消除風和潮汐等其他影響。這產生了我們星球引力高點和低點的誇張視覺化，稱為全球大地水準面。其中最著名的模型之一被稱為“波茨坦重力土豆”（以它所像的塊莖和開發它的德國研究所的所在地命名）。
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印度洋大地水準面下的一個明顯的凹陷——稱為印度洋大地水準面低值區 (IOGL)——是地球上最突出的重力異常。它覆蓋超過 300 萬平方公里，中心位於印度南端西南約 1,200 公里處。（它的巨大，以及海洋在任何給定點看起來都相對平坦的事實，意味著這個凹陷在表面上是不可見的。）這項新研究的資深作者、班加羅爾印度科學研究所 (IISc) 的地球物理學家阿特雷耶·戈什說，由於那裡的低重力拉力和周圍區域的較高重力拉力相結合，印度洋在該洞上方的海平面比全球平均水平低了驚人的 106 米。
這張地球觀測大地水準面的描繪圖顯示了重力高點（橙色和紅色）和低點（藍色），以米為單位測量。印度洋大地水準面低值區可以在印度南端附近看到。圖片來源：Debanjan Pal 等人在地球物理研究快報中發表的“印度洋大地水準面低值區是如何形成的”。2023 年 5 月 5 日線上釋出
根據該研究的主要作者、IISc 博士生德班詹·帕爾的說法，IOGL 是在 1948 年荷蘭地球物理學家費利克斯·安德里斯·維寧·梅內斯進行的基於船舶的重力調查中發現的。此後，其他船載考察和衛星測量證實了這一點。但科學家們不知道為什麼它在那裡。
為了回答這個問題，帕爾和戈什比較了十幾個計算機模型，這些模型模擬了該區域在過去 1.4 億年中隨著地球構造板塊的移動而形成的過程。每個模型都使用了不同的變數來表示地幔內熔融物質的對流。
發表在《地球物理研究快報》上的結果表明，IOGL 的存在是由於獨特的地幔結構，以及非洲下方的一個相鄰擾動，稱為大型低剪下速度省 (LLSVP)，它更常被稱為“非洲斑點”。戈什說：“我們看到的是，來自非洲下方 LLSVP 的熱的、低密度的物質位於印度洋下方，並形成了這個大地水準面低值區。”
帕爾解釋說，主要導致 IOGL 的非洲斑點可能是由地幔深處的“特提斯板塊”形成的。地質學家認為這些板塊是特提斯洋古老海底的遺蹟，特提斯洋位於 2 億多年前的勞亞古陸和岡瓦納古陸超大陸之間。非洲和印度都曾是岡瓦納古陸的一部分，但現在的印度向北移動到特提斯洋——在其後形成了印度洋——大約在 1.2 億年前。“當屬於古老的特提斯洋的俯衝板塊沉入地幔併到達核幔邊界時，就會出現[熔岩柱]，”帕爾說。“我們還表明，除了這些熔岩柱之外，周圍的地幔結構也在形成這個低值區中發揮了作用。”
科羅拉多大學博爾德分校的地球物理學家鍾世傑（未參與最新的研究）表示，這是一項有趣而細緻的努力，旨在更好地瞭解 IOGL。“我們喜歡談論正重力異常，例如非洲和太平洋上方的超級地幔柱，”他說。“但印度洋的大地水準面低值區是我們星球上最深刻的重力異常之一。”
帕爾說，大地水準面低值區可能在大約 2000 萬年前形成了現在的形狀，當時地幔柱開始在上地幔內擴散。只要地幔物質沿著地幔柱從非洲斑點流出，它就可能會持續存在——這很可能還要持續數百萬年。但是，一旦這些流動停止，低值區也將消失。“當導致這個低大地水準面的溫度異常移出現今的位置時，”帕爾說，“大地水準面低值區將開始消散。”