印度洋上有一个“重力洞”——在这个地方，地球的引力较弱，质量低于正常水平，海平面下降超过328英尺(100米)。

这种异常现象长期以来一直困扰着地质学家，但现在，印度班加罗尔印度科学研究所的研究人员发现了他们认为是其形成的可靠解释:岩浆柱来自地球深处，就像那些导致火山形成的岩浆柱一样。

(资料图片仅供参考)

为了得出这一假设，研究小组使用超级计算机模拟了1.4亿年前该地区的形成过程。最近发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上的一项研究详细介绍了这些发现，研究的中心是一个已经不复存在的古老海洋。

正在消失的海洋

人类习惯于认为地球是一个完美的球体，但事实远非如此。“地球基本上是一个块状的土豆，”该研究的合著者、印度科学研究所地球科学中心的地球物理学家兼副教授Attreyee Ghosh说。“所以从技术上讲，它不是一个球体，而是我们所说的椭球，因为当行星旋转时，中间部分向外凸起。”

高希补充说，我们的星球在密度和性质上并不均匀，有些地区比其他地区密度更大，这影响了地球表面和重力。她说:“如果你把水倒在地球表面，水到达的高度被称为大地水准面，这是由地球内部物质的密度差异控制的，因为它们以非常不同的方式吸引地表，这取决于地下质量的多少。”

印度洋上的“重力洞”——官方称为印度洋大地水准面低点——是该大地水准面的最低点，也是其最大的重力异常，形成了一个圆形的洼地，从印度南端开始，覆盖约120万平方英里(300万平方公里)。

1948年，荷兰地球物理学家Felix Andries Vening Meinesz在一艘船上进行重力调查时发现了这一异常现象，至今仍是一个谜。Ghosh说:“到目前为止，这是大地水准面最大的低点，它还没有得到适当的解释。”为了找到一个可能的答案，Ghosh和她的同事们使用计算机模型将时钟拨回到1.4亿年前，以便从地质学上看到全局。她说:“我们对地球当时的样子有一些信息和信心。”“大陆和海洋在非常不同的地方，密度结构也非常不同。”

从那时起，该团队进行了19次模拟，直到今天，重现了构造板块的移动和地幔(位于地核和地壳之间的地球内部厚层)内岩浆或熔融岩石的行为。在其中的六种情况下，形成了一个类似于印度洋的大地水准面低点。

Ghosh解释说，这六种模型的区别在于大地水准面附近存在岩浆柱，这与附近的地幔结构一起被认为是“重力洞”形成的原因。模拟是在不同的岩浆密度参数下进行的，在那些没有羽流的地方，没有形成低潮。

Ghosh说，这些羽流本身起源于数千万年前印度大陆漂移并最终与亚洲碰撞时古代海洋的消失。“1.4亿年前，印度处于一个非常不同的地方，印度板块和亚洲之间有一个海洋。印度开始向北移动，海洋消失了，与亚洲的差距缩小了，”她解释说。当大洋板块在地幔内部下沉时，它可能刺激了羽流的形成，使低密度物质更接近地球表面。

未来大地水准面低

根据研究小组的计算，大地水准面形成于大约2000万年前。很难说它是否会消失或转移。Ghosh说:“这一切都取决于地球上这些质量异常如何移动。”“它可能会持续很长一段时间。但也有可能是板块运动将以这样一种方式使它消失——在未来几亿年。”

英国卡迪夫大学(Cardiff University)地球与环境科学学院教授休[gf]2022[/gf]戴维斯(Huw Davies)表示，这项研究“当然很有趣，它描述了一些有趣的假设，应该会鼓励对这一主题的进一步研究。”戴维斯没有参与这项研究。

佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的地质学教授亚历山德罗福特(Alessandro Forte)博士也没有参与这项研究，他认为有充分的理由进行计算机模拟，以确定印度洋大地水准面低点的起源，而且这项研究比以前的研究有了改进。过去的研究只模拟了冷物质在地幔上的下降，而没有包括热的上升地幔柱。

然而，Forte说他在研究的执行中发现了一些缺陷。他说:“作者采用的建模策略最突出的问题是，它完全无法再现6500万年前在今天的岛下爆发的强大的地幔动力羽流。”“当时覆盖了半个印度次大陆的熔岩流喷发——产生了著名的德干圈闭，这是地球上最大的火山特征之一——长期以来一直被归因于强大的地幔柱，而这在模型模拟中是完全没有的。”

福特补充说，另一个问题是计算机模拟预测的大地水准面或表面形状与实际情况之间的差异:“这些差异在太平洋、非洲和欧亚大陆尤其明显。作者提到，在预测和观测到的大地水准面之间存在中等相关性，约为80%，但他们没有提供更精确的测量方法来衡量它们在数值上的匹配程度(在研究中)。这种不匹配表明计算机模拟可能存在一些缺陷。”

Ghosh说，并不是所有可能的因素都能在模拟中得到解释。“这是因为我们不能绝对精确地知道地球过去的样子。时间越久远，模型的可信度就越低。我们不能考虑到每一种可能的情况，我们也必须接受这样一个事实，即在板块如何随时间移动的问题上可能存在一些差异。”“但我们认为，这种低水平的总体原因非常清楚。”

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