QCM : Apparition du dioxygène atmosphérique — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que devient le fer lorsqu’il est oxydé dans les conditions décrites en solution aqueuse ?

Il peut former un précipité solide
Il se transforme en silice dissoute
Il reste dissous sous forme métallique
Il s’évapore avec le dioxygène

Il peut former un précipité solide

Explication

Le fer oxydé peut précipiter dans la solution aqueuse et former une phase solide. Le fer non oxydé, contrairement à cette situation, reste dissous dans les conditions considérées.

2. Pourquoi la réaction entre le dioxygène et le fer permet-elle de rechercher les premières traces de dioxygène atmosphérique ?

Parce que le fer indique directement l’âge de l’atmosphère
Parce que la réaction empêche la formation de roches solides
Parce que le dioxygène ne peut pas être daté directement
Parce que le fer produit du dioxygène en se dissolvant

Parce que le dioxygène ne peut pas être daté directement

Explication

Les premières traces de dioxygène sont recherchées indirectement, car le dioxygène atmosphérique ne peut pas être daté directement. La réaction avec le fer fournit donc un indice géologique de sa présence passée.

3. Quelle procédure permet de comparer la formation d’un précipité selon la quantité de dioxygène présente ?

Ajouter du sulfate de fer à deux solutions identiques contenant des quantités différentes de soude
Chauffer une solution de sulfate de fer avant d’y introduire une quantité variable de silice
Ajouter de la soude à deux solutions de sulfate de fer, l’une pauvre et l’autre enrichie en dioxygène
Mélanger deux solutions de soude avec des roches rouges contenant des oxydes de fer

Ajouter de la soude à deux solutions de sulfate de fer, l’une pauvre et l’autre enrichie en dioxygène

Explication

La comparaison repose sur l’ajout de soude à une solution de sulfate de fer pauvre en dioxygène puis à une solution enrichie. La première préparation ne doit pas être mélangée après l’ajout, afin de préserver les conditions de l’expérience.

4. Que révèle la présence de roches rouges contenant du fer oxydé dans un milieu ancien ?

Elle prouve une origine marine pour toutes les roches voisines
Elle indique une absence prolongée de dioxygène dans ce milieu
Elle signale une concentration élevée de silice non précipitée
Elle témoigne de l’arrivée du dioxygène dans ce milieu

Elle témoigne de l’arrivée du dioxygène dans ce milieu

Explication

Les roches rouges contenant du fer oxydé témoignent de l’arrivée du dioxygène dans le milieu. Leur couleur est liée à l’oxydation du fer, et non à une absence de dioxygène.

5. Quelle description caractérise les fers rubanés ?

Des dépôts marins homogènes constitués de silice, sans alternance de couches minérales
Des roches continentales formées par dissolution du fer et accumulation de carbonates gris
Des roches sédimentaires marines alternant couches rouges d’oxydes de fer et couches grises siliceuses
Des sols terrestres rouges alternant couches de fer métallique et couches de silice volcanique

Des roches sédimentaires marines alternant couches rouges d’oxydes de fer et couches grises siliceuses

Explication

Les fers rubanés sont des roches sédimentaires marines formées par précipitation du fer et de la silice dissous dans l’eau de mer. Les paléosols rouges, contrairement à eux, se forment en milieu terrestre.

6. Quel minéral et quelle formule chimique caractérisent les couches rouges des fers rubanés ?

La magnétite, de formule Fe3O4Fe_3O_4
L’hématite, de formule Fe2O3Fe_2O_3
La pyrite, de formule FeS2FeS_2
La silice, de formule SiO2SiO_2

L’hématite, de formule $$Fe_2O_3$$

Explication

Les couches rouges contiennent de l’hématite, dont la formule chimique est Fe2O3Fe_2O_3. Les couches grises sont siliceuses, ce qui distingue la silice de l’hématite.

7. À quelle époque sont datés les plus anciens fers rubanés connus, ceux d’Isua au Groenland ?

À environ 1,8 milliard d’années
À environ 3,8 milliards d’années
À environ 2,5 milliards d’années
À environ 540 millions d’années

À environ 3,8 milliards d’années

Explication

Les plus anciens fers rubanés connus, localisés à Isua au Groenland, sont datés d’environ 3,8 milliards d’années. Les autres dates proposées correspondent à des périodes plus récentes que cette formation ancienne.

8. À quelle date sont datés les plus anciens sols rouges terrestres connus, ceux de Blyde River ?

2,2 milliards d’années
4,5 milliards d’années
1,2 milliard d’années
3,8 milliards d’années

2,2 milliards d’années

Explication

Les sols rouges de Blyde River sont datés de 2,2 milliards d’années. La date de 3,8 milliards d’années correspond plutôt aux fers rubanés d’Isua, et non à ces sols terrestres.

9. Que révèle la formation des fers rubanés à 3,8 milliards d’années sur l’état ancien de l’océan et de l’atmosphère ?

L’océan était oxydant tandis que l’atmosphère restait réductrice.
L’océan et l’atmosphère étaient tous deux encore réducteurs.
L’océan et l’atmosphère étaient tous deux déjà oxydants.
L’atmosphère était oxydante tandis que l’océan restait réducteur.

L’océan était oxydant tandis que l’atmosphère restait réductrice.

Explication

Les fers rubanés indiquent qu’à cette époque l’océan était devenu oxydant, alors que l’atmosphère demeurait réductrice. L’oxydation de l’océan a donc précédé celle de l’atmosphère.

10. Quelle évolution atmosphérique est indiquée par l’apparition de paléosols rouges terrestres à 2,2 milliards d’années ?

L’atmosphère a commencé à perdre son dioxyde de carbone.
L’atmosphère a commencé à se charger en vapeur d’eau.
L’atmosphère a commencé à s’enrichir en dioxygène.
L’atmosphère a commencé à s’enrichir en diazote.

L’atmosphère a commencé à s’enrichir en dioxygène.

Explication

L’apparition des paléosols rouges indique que l’atmosphère a commencé à récupérer du dioxygène et à s’enrichir en ce gaz. Elle ne constitue pas un indice direct concernant une augmentation du diazote, de la vapeur d’eau ou une diminution du dioxyde de carbone.

11. Dans quelle condition la cyanobactérie réalise-t-elle la réaction métabolique productrice de dioxygène ?

En présence d’obscurité
Lors d’une forte baisse de température
Dans un milieu dépourvu d’eau
En présence de lumière

En présence de lumière

Explication

La cyanobactérie produit du dioxygène grâce à une réaction métabolique réalisée en présence de lumière. L’absence de lumière n’est pas présentée comme une condition de cette production.

12. Quel gaz est produit par le métabolisme des cyanobactéries ?

Le dioxygène
Le diazote
Le dioxyde de carbone
Le méthane

Le dioxygène

Explication

Le métabolisme des cyanobactéries produit du dioxygène. Le dioxyde de carbone, le méthane et le diazote sont d’autres gaz, mais ils ne correspondent pas au produit métabolique indiqué ici.

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Qu'arrive-t-il au fer oxydé en solution aqueuse ?

Il peut précipiter et devenir une forme solide.

Pourquoi les premières traces de dioxygène atmosphérique sont-elles recherchées indirectement ?

Parce que le dioxygène atmosphérique ne peut pas être daté directement.

Comment détecte-t-on indirectement les premières traces de dioxygène atmosphérique ?

Grâce à sa réaction avec le fer.

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