QCM : Atmosphère terrestre et apparition de la vie (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle était la composition principale de l’atmosphère terrestre lors de sa formation, il y a 4,6 Ga ?

Dioxygène, diazote et argon
Vapeur d’eau, diazote et dioxyde de carbone
Dioxyde de carbone, méthane et dioxygène
Vapeur d’eau, ozone et dioxygène

Vapeur d’eau, diazote et dioxyde de carbone

Explication

L’atmosphère primitive s’est formée il y a 4,6 Ga et était principalement composée de vapeur d’eau, de diazote et de dioxyde de carbone. Le dioxygène, présent dans l’atmosphère actuelle, ne figure pas parmi ces principaux constituants primitifs.

2. Quelle répartition caractérise les deux principaux gaz de l’atmosphère actuelle ?

78 % de dioxygène et 21 % d’argon
78 % de diazote et 21 % de dioxyde de carbone
78 % de diazote et 21 % de dioxygène
78 % de dioxygène et 21 % de diazote

78 % de diazote et 21 % de dioxygène

Explication

L’atmosphère actuelle contient environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, avec d’autres gaz en proportions plus faibles. Le dioxyde de carbone ne représente pas 21 % de l’atmosphère.

3. Quelle succession de phénomènes a contribué à la formation des océans terrestres ?

Évaporation des océans, échappement de la vapeur, réchauffement du manteau puis condensation
Apports d’eau par les volcans, fusion des glaces, réchauffement de la surface puis évaporation
Apports d’eau par météorites et comètes, dégazage du manteau, refroidissement puis liquéfaction de la vapeur
Dégazage du manteau, solidification de la vapeur, apports d’eau par les continents puis réchauffement

Apports d’eau par météorites et comètes, dégazage du manteau, refroidissement puis liquéfaction de la vapeur

Explication

Les apports d’eau par les météorites et les comètes, puis le dégazage du manteau primitif, ont fourni de la vapeur d’eau qui s’est liquéfiée lorsque la surface terrestre s’est refroidie. L’évaporation et l’échappement de la vapeur décrivent le processus inverse de cette accumulation d’eau liquide.

4. Quel effet la précipitation des carbonates dans les océans a-t-elle eu sur le dioxyde de carbone atmosphérique ?

Elle a contribué à sa diminution, car le CO₂ est très soluble dans l’eau.
Elle a déplacé le CO₂ vers le manteau, sans modifier sa quantité dans l’atmosphère.
Elle a contribué à son augmentation, car les carbonates libèrent du CO₂ dans l’atmosphère.
Elle a stabilisé sa quantité, car les carbonates empêchent le CO₂ de se dissoudre.

Elle a contribué à sa diminution, car le CO₂ est très soluble dans l’eau.

Explication

La précipitation des carbonates dans les océans a entraîné une baisse du CO₂ atmosphérique, qui est très soluble dans l’eau. L’idée que cette précipitation augmente le CO₂ inverse l’effet indiqué pour ce processus.

5. Que désigne le phénomène d’oxygénation terrestre associé aux premières formes de vie photosynthétiques ?

La production de dioxyde de carbone par les cyanobactéries, d’abord accumulé dans l’atmosphère puis dissous dans les océans
La formation de dioxygène par l’oxydation du fer, d’abord libéré dans l’atmosphère puis entraîné vers les océans
La production de dioxygène par les cyanobactéries, d’abord accumulé dans les océans puis diffusé dans l’atmosphère
La consommation de dioxygène par les stromatolites, qui a progressivement enrichi les océans en fer rubané

La production de dioxygène par les cyanobactéries, d’abord accumulé dans les océans puis diffusé dans l’atmosphère

Explication

Les cyanobactéries des stromatolites produisaient du dioxygène par photosynthèse, qui s’est d’abord accumulé dans les océans avant de gagner l’atmosphère après leur saturation. L’oxydation du fer a formé des dépôts de fer rubané, mais elle a consommé le dioxygène plutôt que de le produire.

6. À quelle altitude environ la concentration d’ozone stratosphérique atteint-elle son maximum ?

À environ 50 km d’altitude
À environ 10 km d’altitude
À environ 3 km d’altitude
À environ 30 km d’altitude

À environ 30 km d’altitude

Explication

La concentration maximale d’ozone stratosphérique se situe à environ 30 km d’altitude. Une altitude de 10 km correspond à une zone plus basse de l’atmosphère et ne caractérise pas ce maximum.

7. Quel rôle les combustibles fossiles jouent-ils dans l’approvisionnement énergétique humain, compte tenu de leur mode de formation ?

Ils fournissent de l’énergie, mais ne se renouvellent pas à l’échelle d’une vie humaine.
Ils stockent du carbone récent et se reconstituent au rythme des saisons.
Ils captent le carbone atmosphérique et le transforment en énergie renouvelable.
Ils restituent l’énergie solaire par photosynthèse au cours de leur combustion.

Ils fournissent de l’énergie, mais ne se renouvellent pas à l’échelle d’une vie humaine.

Explication

Le pétrole, le charbon et le gaz fournissent de l’énergie, mais proviennent de carbone d’êtres vivants enfoui depuis plusieurs centaines de millions d’années et ne se régénèrent pas à l’échelle humaine. Leur ancienneté ne signifie pas qu’ils se reconstituent au rythme des saisons, contrairement à ce que suggère une autre proposition.

8. En quoi la photosynthèse et la respiration cellulaire diffèrent-elles dans leurs échanges de dioxygène avec l’atmosphère ?

Les deux processus libèrent du dioxygène, mais à des rythmes différents.
Les deux processus consomment du dioxygène, mais dans des organismes différents.
La photosynthèse consomme du dioxygène, tandis que la respiration cellulaire en libère.
La photosynthèse libère du dioxygène, tandis que la respiration cellulaire en consomme.

La photosynthèse libère du dioxygène, tandis que la respiration cellulaire en consomme.

Explication

La photosynthèse constitue une source de dioxygène, alors que la respiration cellulaire en est un puits. La combustion est également un puits d’O₂, mais elle ne correspond pas à la respiration cellulaire.

9. Pourquoi les échanges entre l’atmosphère et la biosphère montrent-ils que ces deux ensembles terrestres sont interdépendants ?

Parce que des processus biologiques modifient les gaz atmosphériques, tandis que l’atmosphère peut influencer le développement des êtres vivants.
Parce que les échanges gazeux concernent les océans et l’atmosphère, mais n’impliquent pas les êtres vivants.
Parce que les organismes déterminent la composition des roches, tandis que l’atmosphère ne subit aucun effet de leur activité.
Parce que les gaz atmosphériques restent séparés des organismes et ne participent pas aux processus biologiques.

Parce que des processus biologiques modifient les gaz atmosphériques, tandis que l’atmosphère peut influencer le développement des êtres vivants.

Explication

La photosynthèse, la respiration et la combustion modifient les quantités de dioxygène, et l’évolution de l’atmosphère peut à son tour influencer le développement des organismes. L’idée que les gaz atmosphériques restent séparés des processus biologiques contredit ces échanges entre biosphère et atmosphère.

10. Pour estimer la composition de l’atmosphère primitive à partir d’indices naturels, quelles sources les scientifiques peuvent-ils étudier ?

Les stromatolites et les dépôts de fer rubané
Les météorites et les gaz volcaniques
Les couches d’ozone et les gaz respirés par les animaux
Les carbonates océaniques et les combustibles fossiles

Les météorites et les gaz volcaniques

Explication

L’étude des météorites et des gaz volcaniques a contribué à déterminer la composition de l’atmosphère primitive. Les stromatolites et les dépôts de fer rubané renseignent plutôt sur l’apparition de la vie et l’oxygénation des océans.

11. Quelle caractéristique définit l’hydrosphère terrestre dans le contexte de la formation des océans ?

Elle correspond à l’eau présente sur Terre sous ses états solide, liquide et gazeux.
Elle désigne les roches carbonatées formées par précipitation dans les océans.
Elle rassemble les gaz atmosphériques issus du dégazage du manteau primitif.
Elle rassemble l’eau liquide de la planète, principalement sous forme d’océans.

Elle rassemble l’eau liquide de la planète, principalement sous forme d’océans.

Explication

L’hydrosphère désigne l’ensemble de l’eau liquide d’une planète et, sur Terre, elle est constituée surtout des océans. L’eau existe aussi sous forme solide et gazeuse, mais ces trois états ne définissent pas l’hydrosphère.

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Il y a combien de temps l’atmosphère terrestre s’est-elle formée ?

Il y a 4,6 Ga.

Comment la vapeur d’eau libérée par le manteau primitif a-t-elle contribué à la formation des océans ?

En se liquéfiant lors du refroidissement de la surface terrestre.

Quelles données ont contribué à déterminer la composition de l’atmosphère primitive ?

L’étude des météorites et des gaz volcaniques.

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