Una solución a la paradoja del argón de la Tierra puede residir en la corteza oceánica reciclada

Perfil del limbo de la Tierra: representación de la relación entre la atmósfera y el interior. Crédito: NASA.

Aunque el derretimiento de los interiores planetarios es omnipresente, nuestra comprensión de este proceso y sus efectos en la química del manto profundo de la Tierra, el planeta del que más sabemos, sigue siendo polémica. Un problema clave es la llamada paradoja del argón faltante. El isótopo 40Ar se produce como un producto de desintegración radiactiva del isótopo de potasio 40K, cuya abundancia se estima asumiendo una composición de masa de silicato terrestre (BSE por sus siglas en inglés). El potasio se reparte preferentemente en derretimientos inducidos por afloramiento convectivo. Por lo tanto, el potasio se elimina del interior profundo y se recoloca en la corteza y el manto superior. El 40Ar se libera a la atmósfera desde estas capas. Sin embargo, la abundancia combinada de 40Ar en la atmósfera y el manto superior/corteza es menor que la estimada por el BSE. Convencionalmente, esto se ha explicado con la premisa de que la suposición de la BSE es incorrecta o invocando la presencia de un reservorio primordial profundo aislado que no se ha fundido ni mezclado desde la acumulación planetaria y, por lo tanto, secuestra K. Sin embargo, un manto con capas químicas es inconsistente con las observaciones sismológicas y evidencia geodinámica de convección.

Para entender esta paradoja, Jonathan Tucker y sus colegas (Instituciones de Carnegie/Smithsonian) realizaron experimentos numéricos de convección del manto para probar si el reciclaje de la corteza oceánica es una hipótesis viable para explicar la falta de argón. Estos experimentos muestran que la corteza oceánica subducida, rica en 40K, libera 40Ar de vuelta al manto profundo en lugar de a la superficie/atmósfera. La inclusión de este depósito de corteza oceánica subducida representa la totalidad del 40Ar de la Tierra según la BSE. Estos resultados no requieren una desviación significativa de la suposición de BSE para el reservorio de K de la Tierra. Tampoco requieren que el manto profundo esté sin fundir y aislado químicamente de la superficie a lo largo de la historia de la Tierra. El reciclaje de la corteza oceánica puede explicar tanto la desgasificación como la historia térmica de la Tierra y coincide con las observaciones clave de la sismología y la geodinámica. LEE MÁS