Aplique o índice a "loc" (o campo GeoJSON) como você fez. No entanto, certifique-se de que suas coordenadas sejam especificadas na ordem de Longitude, Latitude (não Latitude, Longitude ).
De acordo com a documentação em http://docs.mongodb.org/manual/ application/geospatial-indexes/#spherical :
Além disso, de acordo com a especificação GeoJSON em http://geojson.org/geojson-spec.html# posições :
