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LU Researcher Plays Critical Role in Developing Picture of Earth's Early Days

Prof. Alessandro Ielpi and colleagues use zircon to unlock secret to the emergence of continents

Laurentian University's Alessandro Ielpi celebrates a career milestone as his work is featured in a prestigious publication in his field. The assistant professor of sedimentology in the Harquail School of Earth Sciences has travelled far and wide in order to uncover valuable insights about our planet. This week, the renowned journal Earth and Planetary Science Letters shares some of his most significant findings.

The paper, co-authored by Jesse Reimink at Pennsylvania State University, Joshua Davies at Université du Québec à Montréal and Alessandro Ielpi at Laurentian University, gives us an idea how continents first formed billions of years ago. Though there has long been consensus about the early formation of continents, the exact shapes, locations, and ages of those first pieces of dry land have long been under dispute. The trio's work brings us a step closer to pinpointing where and when this process began, thanks to their research on zircon. Taking advantage of the mineral's resilience over the years proved to be the key to this work; zircon is so resilient that it has been described as a sort of time capsule. Zircon forms in magmas that, once solidified, can be eroded by the elements. Zircon grains are then transported away and incorporated in sediments across the world. By dating the zircon in such sediments, researchers can reconstruct the size and distribution of previous rocks in a watershed.

At one time, Earth could more accurately have been called a waterworld, given that it was one globe-spanning body of water with little to no landmasses emerging above it. By about 3 billion years ago, rock formations began poking through the water as the first continents gained relief. Eventually, by about two and half billion years ago, the authors infer that continents similar in size to modern ones had been established. To reach this conclusion, the authors have analysed a global database of published ages for a mineral called zircon, and have developed a working theory of how dry ground came to be on this world.

We congratulate Drs. Ielpi, Reiminik, and Davies on their work, a testament to their strengths as individual researchers as well as a testament to inter-institutional cooperation even amid the current pandemic.

QUOTES

"The collaborative work with Drs. Reimink and Davies is one of the most exciting aspects of my current research. It is great to see how the study of surface processes on early Earth can be integrated with statistical analyses of large, independent datasets. To understand the emergence of modern-style continents in the planet's past is indeed a key goal in geology." 

— Alessandro Ielpi,  Assistant Professor of Sedimentology in the Harquail School of Earth Sciences of Laurentian University

"This discovery by Dr. lelpi and collaborators is truly remarkable and demonstrates the power of curiosity, and ingenuity when passionate researchers with experiences from around the world come together to solve problems."

— Tammy Eger, Vice-President of Research, Laurentian University

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Un chercheur de l’UL joue un rôle vital dans l’établissement de l’image des premiers jours de la Terre

Le professeur Alessandro Ielpi et ses collègues utilisent le zircon pour révéler le secret de l’émergence des continents.

M. Alessandro Ielpi célèbre une grande étape de sa carrière, car son travail est en vedette dans une publication prestigieuse dans son domaine. Le professeur adjoint en sédimentologie à l’École des sciences de la Terre Harquail a beaucoup voyagé afin de découvrir de précieux renseignements sur notre planète. Cette semaine, la revue réputée Earth and Planetary Science Letters publie quelques-uns de ses résultats les plus importants.

L’article, corédigé par Jesse Reimink de la Pennsylvania State University, Joshua Davies de l’Université du Québec à Montréal, et Alessandro Ielpi de l’Université Laurentienne, donne une idée de la façon dont les continents se sont formés il y a des milliards d’années. Même s’il existe depuis longtemps un consensus sur la formation des continents, les formes exactes, les emplacements et les âges de ces premiers morceaux de terrain sec font l’objet de désaccords depuis longtemps. Grâce aux recherches du trio sur le zircon, l’étude nous rapproche du lieu et du moment où ce processus a commencé. Miser sur la résilience du minéral au fil des années s’est révélé être la clé de cette étude. En effet, le zircon est tellement résilient qu’on peut le qualifier de sorte de capsule temporelle. Il se forme dans les magmas qui, une fois solidifiés, peuvent être érodés par les éléments. Les grains de zircon sont alors transportés et incorporés dans les sédiments partout au monde. En datant le zircon trouvé dans ces sédiments, les chercheurs peuvent reconstruire la taille et la distribution des roches précédentes d’un bassin hydrographique.

À un moment donné, la Terre aurait pu être plus exactement appelée un monde aquatique, car c’était une masse planétaire d’eau avec peu de masse terrestre, sinon aucune, qui en émergeait. Il y a environ trois milliards d’années, des formations rocheuses ont commencé à pointer alors que les premiers continents gagnaient en relief. Les auteurs font l’hypothèse qu’il y a à peu près deux milliards et demi d’années, des continents d’une taille semblable à celle des continents modernes se sont finalement établis. Pour arriver à cette conclusion, ils ont analysé une base mondiale de données des âges d’un minéral appelé zircon, et ont établi une théorie de travail sur la façon dont la terre sèche est apparue dans ce monde.

Nous félicitons les professeurs Ielpi, Reiminik et Davies de leur travail, un témoignage de leur détermination individuelle ainsi que de la coopération internationale même pendant la pandémie actuelle.

« La collaboration avec les professeurs Reiminik et Davies fait partie des aspects les plus intéressants de mon étude actuelle. C’est formidable de voir comment l’étude des processus en surface au début de l’existence de la Terre peut s’intégrer à des analyses statistiques de grandes séries de données indépendantes. Comprendre l’émergence des continents du monde moderne dans le passé de la planète est en fait un but clé en géologie. »

— Alessandro Ielpi, professeur adjoint de sédimentologie à l’École des sciences de la Terre Harquail de l’Université Laurentienne

« Cette découverte du professeur Ielpi et de ses collaborateurs est vraiment remarquable et montre le pouvoir de la curiosité et de l’ingéniosité lorsque des chercheurs passionnés et chevronnés de partout au monde se réunissent pour résoudre des problèmes. »

— Tammy Eger, vice-rectrice à la recherche de l'Université Laurentienne

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