Desgasificación no equilibrada y una fuente primordial de helio en el vulcanismo de las islas oceánicas

Área de la Ciencia:

• La geoquímica es la geoquímica.
• La geoquímica de los isótopos es la geoquímica de los isótopos.
• Geodinámica del manto geodinámico.

Sus antecedentes:

• La desintegración radiactiva del uranio y el torio produce helio-4 (4He), mientras que el helio-3 (3He) en el manto de la Tierra es primordial, incorporado durante la acreción.
• Los basaltos de las islas oceánicas (OIB) exhiben mayores proporciones de 3He/4He que los basaltos de las cordilleras oceánicas (MORB), tradicionalmente atribuidos a las plumas del manto no gaseadas.
• Existe una discrepancia donde las OIB tienen menores concentraciones de helio y relaciones He/Ne, He/Ar que las MORB, denominada la "paradoja de la concentración de helio".

Objetivo del estudio:

• Resolver la "paradoja de la concentración de helio" relacionada con las concentraciones de gases nobles en las OIB y MORB.
• Proporcionar una explicación autoconsistente para el rango observado de concentraciones de gases nobles en vidrios MORB y OIB.
• Reevaluar la fuente y la dinámica de las columnas del manto y sus procesos de desgasificación.

Principales métodos:

• Análisis de las concentraciones de gases nobles (He, Ne, Ar) en vidrios MORB y OIB.
• Modelado del desequilibrio de desgasificación en sistema abierto del magma en erupción.
• Comparación de modelos de desgasificación con contenido variable de CO2 en magmas OIB y MORB.

Principales resultados:

• La "paradoja de la concentración de helio" y las variaciones de gases nobles en los vidrios MORB y OIB se explican por el desequilibrio de desgasificación de sistema abierto.
• El mayor contenido de CO2 en los magmas OIB conduce a una desgasificación de helio más extensa en comparación con los magmas MORB.
• Los gases nobles en las lavas OIB pueden provenir de una fuente de manto primitiva en gran parte sin gas.

Conclusiones:

• Los procesos de desgasificación de magma, particularmente influenciados por el contenido de CO2, son críticos para controlar las firmas de gases nobles en los basaltos.
• El modelo convencional de OIBs que sólo representa plumas del manto no gaseadas requiere refinamiento.
• Este estudio ofrece una explicación unificada para las variaciones de los gases nobles, reconciliando los datos de OIB y MORB a través de la dinámica de desgasificación.