QCM : Phénomènes atmosphériques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Des particules transportées par le vent solaire pénètrent dans la haute atmosphère terrestre. Quelle succession d’événements produit une aurore ?

Elles décomposent les molécules atmosphériques en ozone lumineux.
Elles se combinent entre elles pour former des molécules lumineuses.
Elles entrent en collision avec des molécules atmosphériques, qu’elles excitent et ionisent.
Elles sont absorbées par la surface terrestre, qui réémet leur énergie.

Elles entrent en collision avec des molécules atmosphériques, qu’elles excitent et ionisent.

Explication

Les particules du vent solaire produisent une aurore en entrant en collision avec des molécules de la haute atmosphère et en les excitant et ionisant. Les ultraviolets concernent la formation de l’ozone, tandis que la réflexion ou la formation d’ozone lumineux ne décrit pas le mécanisme des aurores.

2. Une forte tempête solaire survient : à quelle latitude une aurore pourrait-elle exceptionnellement être observée, même si elle apparaît habituellement au-delà de 65° ?

Autour de 75° de latitude.
Autour de 55° de latitude.
Autour de 40° de latitude.
Autour de 65° de latitude.

Autour de 40° de latitude.

Explication

Lors d’une forte activité solaire, comme une tempête, les aurores peuvent être observées vers 40°, alors qu’elles sont généralement visibles au-dessus de 65°. Retenir 65° comme seuil fixe confond l’observation habituelle avec l’exception rendue possible par une forte activité solaire.

3. Dans la stratosphère, un rayon ultraviolet scinde une molécule O₂ en deux atomes d’oxygène. Quel événement permet ensuite de former de l’ozone ?

Un atome libre se combine avec une autre molécule O₂.
Un atome libre se combine avec une molécule d’azote.
Les deux atomes libres se combinent l’un avec l’autre.
Un atome libre scinde une seconde molécule O₂.

Un atome libre se combine avec une autre molécule O₂.

Explication

Après la scission par les UV, un atome d’oxygène libre se combine avec une autre molécule O₂ pour former de l’ozone. La combinaison de deux atomes libres ne correspond pas à cette étape, et le mécanisme décrit ne fait pas intervenir l’azote.

4. Quelle association entre les couleurs des aurores et les atomes qui les produisent est correcte ?

Le rouge est produit par des atomes d’azote et le vert par des atomes d’oxygène.
Le rouge et le vert sont tous deux produits par des atomes d’azote.
Le rouge est produit par des atomes d’oxygène et le vert par des atomes d’azote.
Le rouge et le vert sont tous deux produits par des atomes d’oxygène.

Le rouge et le vert sont tous deux produits par des atomes d’oxygène.

Explication

L’unité indique que les deux couleurs sont produites par des atomes d’oxygène. L’association « azote pour le rouge » correspond à la confusion signalée; attribuer le vert ou les deux couleurs à l’azote contredit également cette distinction.

5. Dans une région de la stratosphère, la production et la destruction de l’ozone restent en équilibre, et le bouclier atmosphérique protège contre les UV mutagènes de haute énergie. Quel processus décrit cette situation ?

La dissociation des CFC par les UV, qui libère des atomes de chlore.
La diminution de l’ozone, lorsque sa destruction dépasse sa création.
L’équilibre délicat entre production et destruction de l’ozone.
La formation d’ozone, lorsqu’un atome d’oxygène se combine à O₂.

L’équilibre délicat entre production et destruction de l’ozone.

Explication

L’équilibre de l’ozone désigne le rapport délicat entre sa production et sa destruction, associé à un bouclier contre les UV mutagènes de haute énergie. La diminution correspond plutôt à une destruction supérieure à la création, tandis que la dissociation des CFC et la formation d’ozone sont des mécanismes distincts.

6. Que signifie une diminution de l’ozone dans la stratosphère ?

La création de l’O₂ dépasse sa destruction.
La destruction de l’O₂ dépasse sa création.
Les atomes de chlore se combinent avec l’O₂ pour former de l’ozone.
Les CFC absorbent les rayons ultraviolets avant qu’ils n’atteignent l’O₂.

La destruction de l’O₂ dépasse sa création.

Explication

La diminution de l’ozone correspond à une destruction de l’O₂ qui dépasse sa création. À l’inverse, lorsque la création dépasse la destruction, la quantité d’ozone tend à augmenter.

7. Dans quel domaine les chlorofluorocarbones ont-ils notamment été utilisés après leur production à partir des années 1930 ?

Le traitement de l’eau potable
La réfrigération et la climatisation
La fabrication de carburants pour fusées
La production d’engrais azotés

La réfrigération et la climatisation

Explication

Les CFC ont été produits à partir des années 1930 pour des usages comprenant la réfrigération et la climatisation. Leur emploi comme engrais azotés n’est pas mentionné parmi ces utilisations.

8. À quoi sert la diminution de la proportion de carbone 14 dans les restes d’un organisme après sa mort ?

À déterminer la quantité d’azote absorbée par l’organisme
À estimer l’âge de l’organisme à partir de ses restes
À calculer le nombre de neutrons libérés par les rayons cosmiques
À mesurer la durée de vie des particules bêta émises

À estimer l’âge de l’organisme à partir de ses restes

Explication

Après la mort, l’organisme n’absorbe plus de carbone 14, dont la proportion dans ses restes diminue au fil du temps et permet d’estimer son âge. La quantité d’azote absorbée ne constitue pas la base de cette méthode de datation.

9. À quel moment les aurores sont-elles généralement observables, même si une aurore active peut persister plus longtemps ?

Elles apparaissent surtout au début d’une tempête solaire et cessent en quelques minutes.
Elles apparaissent après la tempête solaire et durent généralement plusieurs heures.
Elles durent environ une heure, mais peuvent se prolonger toute la nuit lorsqu’elles sont actives.
Elles durent environ une nuit, mais peuvent se prolonger plusieurs jours lorsqu’elles sont actives.

Elles durent environ une heure, mais peuvent se prolonger toute la nuit lorsqu’elles sont actives.

Explication

Une aurore dure environ une heure et peut persister toute la nuit lorsqu’elle est active. L’idée qu’elle dure généralement une nuit confond sa durée habituelle avec sa prolongation possible.

10. Quelle comparaison décrit correctement le rôle des rayons UV de haute énergie et celui de l’ozone dans la stratosphère ?

Les UV forment l’ozone, qui protège principalement la stratosphère contre les particules du vent solaire.
Les UV et l’ozone remplissent le même rôle en absorbant les rayons mutagènes avant qu’ils atteignent la Terre.
Les UV contribuent à former l’ozone, qui constitue un bouclier contre les UV mutagènes de haute énergie.
Les UV détruisent l’ozone, qui produit ensuite les atomes d’oxygène nécessaires à leur absorption.

Les UV contribuent à former l’ozone, qui constitue un bouclier contre les UV mutagènes de haute énergie.

Explication

Les UV de haute énergie scindent O₂, et un atome d’oxygène peut ensuite se combiner avec O₂ pour former l’ozone, qui sert de bouclier contre les UV mutagènes. L’ozone n’est pas décrit comme une source d’atomes d’oxygène qui détruisent les UV.

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Quelles particules entrent en collision avec les molécules de la haute atmosphère pour produire une aurore ?

Les particules transportées par le vent solaire.

Comment se forme l’ozone dans la stratosphère ?

Un atome d’oxygène libre se combine avec une molécule O₂ après la scission d’une molécule O₂ par les UV de haute énergie.

Comment nomme-t-on les aurores selon leur hémisphère d’apparition ?

Aurores boréales au nord et aurores australes au sud.

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