QCM : Atmosphère et changement climatique (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle composition caractérisait l’atmosphère primitive il y a environ 4,6 milliards d’années ?

Du diazote, de l’argon et des traces de protoxyde d’azote
Du dioxygène, du dioxyde de carbone et de l’ozone
Du diazote, du dioxygène et des traces de méthane
Du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Explication

L’atmosphère primitive contenait principalement du diazote, du dioxyde de carbone et de l’eau sous forme de vapeur. La présence de dioxygène caractérise plutôt la composition actuelle de l’atmosphère.

2. Quel enchaînement a permis la formation de l’hydrosphère sur la Terre primitive ?

Le refroidissement a liquéfié la vapeur d’eau atmosphérique, formant de l’eau liquide
Le réchauffement a vaporisé l’eau des roches, formant des nuages durables
La photosynthèse a transformé le dioxyde de carbone en océans liquides
La solidification des océans a libéré de la vapeur d’eau dans l’atmosphère

Le refroidissement a liquéfié la vapeur d’eau atmosphérique, formant de l’eau liquide

Explication

En refroidissant, la Terre primitive a provoqué la liquéfaction rapide de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère, ce qui a formé l’hydrosphère. La photosynthèse a contribué à l’évolution de l’atmosphère, mais n’a pas produit directement les océans.

3. Quelle description correspond à la composition actuelle de l’atmosphère terrestre ?

Environ 78 % de diazote, 21 % de dioxyde de carbone et des traces d’autres gaz
Environ 78 % de vapeur d’eau, 21 % de diazote et des traces d’autres gaz
Environ 78 % de dioxygène, 21 % de diazote et des traces d’autres gaz
Environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces d’autres gaz

Environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces d’autres gaz

Explication

L’atmosphère actuelle est composée d’environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, avec des traces d’autres gaz. Le dioxyde de carbone n’en représente pas 21 % : il fait partie des gaz présents à l’état de traces.

4. À partir de quelle période les premières traces de bactéries photosynthétiques sont-elles apparues ?

Il y a environ 2,4 milliards d’années
Il y a environ 4,6 milliards d’années
Il y a au moins 3,5 milliards d’années
Il y a environ 150 millions d’années

Il y a au moins 3,5 milliards d’années

Explication

Les premières traces de bactéries photosynthétiques remontent à au moins 3,5 milliards d’années. La date de 2,4 milliards d’années correspond à l’oxygénation de l’atmosphère.

5. Quel changement atmosphérique s’est produit il y a environ 2,4 milliards d’années après l’oxygénation des océans ?

L’atmosphère terrestre s’est enrichie en méthane, après la disparition des bactéries photosynthétiques
L’atmosphère terrestre s’est enrichie en dioxygène, avec une contribution des bactéries photosynthétiques
L’atmosphère terrestre s’est enrichie en dioxyde de carbone, avant l’oxygénation des océans
L’atmosphère terrestre s’est appauvrie en diazote, sous l’effet de la respiration des bactéries

L’atmosphère terrestre s’est enrichie en dioxygène, avec une contribution des bactéries photosynthétiques

Explication

Il y a environ 2,4 milliards d’années, l’oxygénation de l’atmosphère a suivi celle des océans, à laquelle les bactéries photosynthétiques ont contribué. L’événement concerne un enrichissement en dioxygène, et non en dioxyde de carbone.

6. Comment la formation d’ozone stratosphérique est-elle liée aux ultraviolets solaires ?

Les ultraviolets dissocient l’ozone stratosphérique, qui se transforme ensuite en dioxyde de carbone
Les ultraviolets dissocient le dioxygène stratosphérique, qui participe ensuite à la formation d’ozone
Les ultraviolets transforment le dioxyde de carbone stratosphérique en dioxygène, puis en ozone
Les ultraviolets associent le diazote stratosphérique à l’eau, ce qui forme de l’ozone

Les ultraviolets dissocient le dioxygène stratosphérique, qui participe ensuite à la formation d’ozone

Explication

Sous l’effet des ultraviolets solaires, le dioxygène stratosphérique se dissocie et participe à une transformation chimique qui forme de l’ozone. Le diazote ne constitue pas le réactif décrit dans ce processus.

7. Quel rôle joue l’ozone stratosphérique pour les êtres vivants ?

Il absorbe une partie des ultraviolets solaires et limite leurs effets mutagènes
Il transforme une partie du dioxyde de carbone et limite l’acidification des océans
Il absorbe une partie du dioxygène atmosphérique et limite la respiration cellulaire
Il réfléchit une partie de la lumière visible et limite le réchauffement des océans

Il absorbe une partie des ultraviolets solaires et limite leurs effets mutagènes

Explication

L’ozone stratosphérique absorbe une partie des ultraviolets solaires et protège ainsi les êtres vivants de leurs effets mutagènes. Son rôle décrit ici concerne les ultraviolets, et non la régulation directe de la respiration cellulaire.

8. Une équipe étudie l’évolution des températures d’une région sur plusieurs siècles : quelle discipline correspond à ce travail ?

La météorologie, qui étudie les variations climatiques sur plusieurs millénaires
La météorologie, qui prévoit les phénomènes atmosphériques à court terme
La climatologie, qui étudie les variations à moyen ou long terme
La climatologie, qui prévoit les phénomènes atmosphériques sur quelques jours

La climatologie, qui étudie les variations à moyen ou long terme

Explication

L’étude des variations du climat sur plusieurs siècles relève de la climatologie, qui porte sur le moyen ou le long terme. La météorologie s’intéresse plutôt aux phénomènes atmosphériques et à leur prévision à court terme.

9. Une prévision concerne les phénomènes atmosphériques attendus au cours des prochains jours : quelle discipline l’élabore ?

La météorologie, qui prévoit les phénomènes atmosphériques à court terme
La climatologie, qui prévoit les phénomènes atmosphériques à court terme
La météorologie, qui étudie les variations climatiques sur plusieurs millénaires
La climatologie, qui étudie les variations sur plusieurs siècles

La météorologie, qui prévoit les phénomènes atmosphériques à court terme

Explication

La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques et les prévoit à court terme, sur des jours ou des semaines. La climatologie porte plutôt sur les variations du climat à moyen ou long terme.

10. Comment la température moyenne de la Terre peut-elle servir d’indicateur du climat global ?

Elle est calculée à partir des seules prévisions météorologiques à court terme
Elle est déduite uniquement de mesures effectuées par des stations terrestres
Elle est calculée à partir de mesures de terrain et de mesures satellitaires
Elle est estimée à partir de la seule étendue des glaciers et des glaces polaires

Elle est calculée à partir de mesures de terrain et de mesures satellitaires

Explication

La température moyenne terrestre est un indicateur du climat global et se calcule à partir de mesures de terrain ainsi que de mesures satellitaires. L’étendue des glaces constitue un autre indicateur, mais ne remplace pas ces mesures de température.

11. Comment le rythme actuel d’augmentation du CO₂ atmosphérique se compare-t-il à celui des centaines de milliers d’années précédentes ?

Il est plus lent que les hausses les plus rapides observées pendant cette période
Il est comparable aux hausses les plus rapides observées pendant cette période
Il est plus rapide que lors de toute autre hausse observée pendant cette période
Il est inférieur au rythme des hausses observées pendant les périodes glaciaires

Il est plus rapide que lors de toute autre hausse observée pendant cette période

Explication

Sur les centaines de milliers d’années considérées, la concentration atmosphérique en CO₂ n’a jamais augmenté aussi rapidement qu’actuellement. Dire que le rythme actuel est seulement comparable à un rythme passé ne rend pas compte de ce caractère inédit.

12. Que désigne le forçage radiatif dans le système climatique ?

La proportion du rayonnement solaire réfléchie par les nuages et les glaces
La différence entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise
La quantité totale de chaleur stockée dans les océans et l’atmosphère
La vitesse à laquelle la température moyenne de la surface terrestre varie

La différence entre l’énergie radiative reçue et l’énergie radiative émise

Explication

Le forçage radiatif correspond au déséquilibre entre l’énergie radiative reçue et celle qui est émise. La chaleur stockée dans les océans décrit plutôt une conséquence du déséquilibre énergétique.

13. Quel ensemble regroupe les principaux gaz à effet de serre cités ?

Le CO₂, le CH₄, le N₂O et la vapeur d’eau
Le CO₂, l’ozone, l’argon et la vapeur d’eau
Le CH₄, l’hélium, le N₂O et l’oxygène
Le CO₂, le monoxyde de carbone, l’azote et le CH₄

Le CO₂, le CH₄, le N₂O et la vapeur d’eau

Explication

Les principaux gaz à effet de serre cités comprennent le CO₂, le CH₄, le N₂O et la vapeur d’eau. L’ozone peut intervenir dans l’effet de serre, mais l’argon et l’oxygène ne remplacent pas le N₂O dans cet ensemble.

14. Que se passe-t-il lorsque la concentration des gaz à effet de serre augmente ?

L’atmosphère absorbe moins d’infrarouge émis par la surface et en renvoie davantage vers l’espace
L’atmosphère absorbe davantage d’infrarouge émis par la surface et lui renvoie davantage de puissance radiative
La surface terrestre émet moins d’infrarouge et l’atmosphère renvoie moins de puissance vers elle
Les gaz à effet de serre réfléchissent davantage le rayonnement solaire avant qu’il n’atteigne la surface

L’atmosphère absorbe davantage d’infrarouge émis par la surface et lui renvoie davantage de puissance radiative

Explication

Une concentration accrue de gaz à effet de serre renforce l’absorption du rayonnement infrarouge terrestre et le retour de puissance radiative vers la surface. Une baisse de l’absorption atmosphérique correspondrait au mécanisme inverse.

15. Comment l’océan contribue-t-il à la fois à amortir le réchauffement et à l’élévation du niveau marin ?

Il absorbe une partie de l’énergie et du CO₂, tandis que la dilatation de l’eau et la fonte des glaces continentales élèvent le niveau marin
Il absorbe une partie de l’énergie mais rejette le CO₂, tandis que la fonte de la banquise élève principalement le niveau marin
Il stocke l’énergie et le CO₂, tandis que l’évaporation de l’eau et la fonte des glaces flottantes élèvent le niveau marin
Il réfléchit une partie de l’énergie et du CO₂, tandis que la contraction de l’eau et la formation de glace élèvent le niveau marin

Il absorbe une partie de l’énergie et du CO₂, tandis que la dilatation de l’eau et la fonte des glaces continentales élèvent le niveau marin

Explication

L’océan amortit le réchauffement en absorbant une partie de l’énergie et du CO₂ anthropiques, et la dilatation thermique de l’eau ainsi que la fonte des glaces continentales contribuent à la montée des eaux. La fonte de glace flottante, contrairement à la fonte des glaces continentales, n’est pas le mécanisme indiqué ici.

16. Comment les modèles climatiques représentent-ils le système Terre pour effectuer des simulations ?

Ils représentent le système Terre par des équations, mais remplacent leur résolution par des mesures directes
Ils traduisent ses mécanismes essentiels en équations et les résolvent par des méthodes numériques
Ils reproduisent les mécanismes essentiels à partir d’analogies, sans recourir à des calculs numériques
Ils déduisent le climat futur à partir des seules observations récentes, sans formaliser les processus

Ils traduisent ses mécanismes essentiels en équations et les résolvent par des méthodes numériques

Explication

Les modèles climatiques mettent en équations les mécanismes essentiels du système Terre, puis utilisent des méthodes numériques pour résoudre ces équations. Les observations servent à évaluer les modèles, mais ne remplacent pas leur calcul numérique.

17. Comment évalue-t-on les résultats d’un modèle climatique afin de le valider ou de le faire évoluer ?

En les comparant aux observations de terrain et spatiales, sans tenir compte des climats passés
En vérifiant leur cohérence avec les paléoclimats, sans les confronter aux observations actuelles
En les comparant aux observations de terrain et spatiales ainsi qu’aux connaissances sur les paléoclimats
En les comparant aux résultats d’autres modèles, sans examiner les observations ni les paléoclimats

En les comparant aux observations de terrain et spatiales ainsi qu’aux connaissances sur les paléoclimats

Explication

L’évaluation confronte les résultats aux observations terrestres et spatiales ainsi qu’aux connaissances sur les paléoclimats, pour valider ou améliorer le modèle. La comparaison avec les seules observations actuelles omet l’apport des climats passés.

18. Quel ensemble décrit des activités humaines liées à l’augmentation de la température depuis le début de l’ère industrielle ?

Les émissions de CO₂ issues de l’énergie solaire, l’artificialisation des sols et des émissions de CH₄ liées aux fuites, aux décharges et à l’agriculture
Les émissions de CO₂ des combustibles fossiles et de la fabrication du ciment, le reboisement des sols et des émissions de CH₄ liées aux fuites, aux décharges et à l’agriculture
Les émissions de CO₂ des combustibles fossiles et de la fabrication du ciment, l’artificialisation des sols et des émissions de N₂O liées aux fuites de gaz et à la fermentation des décharges
Les émissions de CO₂ des combustibles fossiles et de la fabrication du ciment, l’artificialisation des sols et des émissions de CH₄ liées aux fuites, aux décharges et à l’agriculture

Les émissions de CO₂ des combustibles fossiles et de la fabrication du ciment, l’artificialisation des sols et des émissions de CH₄ liées aux fuites, aux décharges et à l’agriculture

Explication

Les activités en cause comprennent les émissions de CO₂ liées aux combustibles fossiles et à la production de ciment, l’artificialisation des sols, ainsi que des émissions de CH₄ provenant notamment des fuites, des décharges et de certaines activités agricoles. Le reboisement, contrairement à l’artificialisation mentionnée, ne fait pas partie de cette liste.

19. Quelle hausse de la température moyenne les modèles climatiques prévoient-ils avant la fin du XXIe siècle ?

Une baisse comprise entre 1,5 et 5 °C
Une hausse comprise entre 5 et 8 °C
Une hausse comprise entre 1,5 et 5 °C
Une hausse comprise entre 0,5 et 1,5 °C

Une hausse comprise entre 1,5 et 5 °C

Explication

Les projections indiquent une hausse de la température moyenne comprise entre 1,5 et 5 °C avant la fin du XXIe siècle. Une hausse limitée à 0,5–1,5 °C ne correspond pas à l’intervalle indiqué.

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De quels gaz l’atmosphère primitive était-elle composée il y a environ 4,6 milliards d’années ?

De N₂, de CO₂ et de H₂O.

Quels sont les principaux gaz de l’atmosphère actuelle et leurs proportions ?

Environ 78 % de N₂ et 21 % d’O₂.

Quels gaz sont présents à l’état de traces dans l’atmosphère actuelle ?

H₂O, CO₂, CH₄ et N₂O.

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