QCM : Atmosphère terrestre et apparition de la vie (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Après l’échappement de l’hydrogène et de l’hélium, quels gaz ont principalement constitué l’atmosphère terrestre ?

Le dioxygène, l’ozone et le diazote
Le dihydrogène, l’hélium et le dioxyde de carbone
La vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le diazote
La vapeur d’eau, le dioxygène et l’ozone

La vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le diazote

Explication

Après la perte de l’hydrogène et de l’hélium, l’atmosphère s’est concentrée en H₂O, CO₂ et N₂. Le dioxygène et l’ozone ne figuraient pas parmi les gaz principaux de cette atmosphère primitive.

2. Que caractérise une atmosphère anoxique, aussi dite réductrice ?

Elle contient du fer sous forme insoluble.
Elle est dépourvue de dioxygène.
Elle est dépourvue de dioxyde de carbone.
Elle contient du dioxygène en abondance.

Elle est dépourvue de dioxygène.

Explication

Une atmosphère anoxique ne contient pas de dioxygène, contrairement à une atmosphère oxydante. La présence de dioxygène caractérise cette dernière, et non une atmosphère anoxique.

3. Quel objectif le protocole de Montréal, instauré en 1987, a-t-il fixé ?

Réduire progressivement les émissions de gaz à effet de serre grâce à un accord international ratifié.
Éliminer complètement les substances qui réduisent la couche d’ozone grâce à un accord international ratifié.
Interdire les substances qui forment l’ozone troposphérique grâce à un accord international ratifié.
Protéger la couche d’ozone en limitant l’utilisation des combustibles fossiles dans les transports.

Éliminer complètement les substances qui réduisent la couche d’ozone grâce à un accord international ratifié.

Explication

Instauré en 1987, le protocole de Montréal établit un accord international ratifié visant à éliminer complètement les substances qui réduisent la couche d’ozone. La réduction des gaz à effet de serre n’est pas l’objectif indiqué pour ce protocole.

4. À partir de −2,4 Ga, que s’est-il produit lorsque le dioxygène océanique a diffusé dans l’atmosphère ?

Il a réduit le fer continental, formant des ions Fe²⁺ solubles qui ont précipité en sols rouges.
Il a oxydé le fer continental, formant des ions Fe³⁺ insolubles qui ont précipité en sols rouges.
Il a oxydé le fer océanique, formant des ions Fe³⁺ solubles qui sont restés dans l’eau.
Il a transformé le fer continental en Fe³⁺ insoluble, qui s’est accumulé dans les océans.

Il a oxydé le fer continental, formant des ions Fe³⁺ insolubles qui ont précipité en sols rouges.

Explication

À partir de −2,4 Ga, le dioxygène atmosphérique a oxydé le fer continental en ions Fe³⁺ insolubles, lesquels ont précipité et formé des sols rouges. La réduction en Fe²⁺ soluble décrit le processus inverse.

5. Comment l’ozone se forme-t-il sous l’effet des UV solaires ?

Les UV transforment le dioxyde de carbone en oxygène atomique, qui s’associe ensuite au dioxygène.
Les UV dissocient l’ozone en dioxygène, qui s’associe ensuite à de l’oxygène atomique pour reformer O₃.
Les UV combinent deux molécules de dioxygène pour former de l’oxygène atomique, puis de l’ozone.
Les UV dissocient le dioxygène en oxygène atomique, qui s’associe ensuite à du dioxygène pour former O₃.

Les UV dissocient le dioxygène en oxygène atomique, qui s’associe ensuite à du dioxygène pour former O₃.

Explication

Les UV solaires dissocient O₂ en oxygène atomique, puis un atome O s’associe à O₂ pour former O₃. La dissociation de l’ozone correspond à une réaction inverse, et non à sa formation.

6. Quelle association décrit les deux origines de l’eau de l’hydrosphère terrestre ?

La croûte a apporté l’eau extraterrestre, tandis que le noyau l’a libérée par dégazage
Les précipitations ont apporté l’eau extraterrestre, tandis que l’atmosphère l’a libérée par dégazage
Les météorites et comètes ont libéré de la vapeur d’eau, tandis que le manteau a apporté de la glace
Les météorites et comètes ont apporté de l’eau, tandis que le manteau en a libéré par dégazage

Les météorites et comètes ont apporté de l’eau, tandis que le manteau en a libéré par dégazage

Explication

L’eau de l’hydrosphère provient à la fois des apports extraterrestres de météorites et de comètes et du dégazage de vapeur d’eau du manteau primitif. Attribuer le dégazage aux météorites inverse les deux mécanismes d’origine.

7. Par quel processus et à quelle époque la Terre s’est-elle formée ?

Par accrétion d’objets célestes, il y a 4,6 Ga
Par accrétion d’objets célestes, il y a 150 millions d’années
Par effondrement d’une atmosphère, il y a 4,6 Ga
Par refroidissement d’un océan, il y a 4,6 Ga

Par accrétion d’objets célestes, il y a 4,6 Ga

Explication

La Terre s’est formée par accrétion de divers objets célestes il y a environ 4,6 Ga. Le refroidissement d’un océan intervient dans une étape ultérieure de son histoire, et non dans sa formation.

8. Quelle séquence décrit l’évolution de la composition atmosphérique au cours du temps ?

La vapeur d’eau a diminué, puis le CO₂ a diminué en partie par dissolution, avant l’apparition de O₂ puis de O₃
Le CO₂ a diminué, puis le O₂ s’est dissous dans l’eau, avant l’apparition de vapeur d’eau puis de O₃
Le O₂ est apparu, puis le O₃ a diminué, avant la formation de CO₂ puis de vapeur d’eau
Le O₃ a diminué, puis la vapeur d’eau a augmenté, avant l’apparition de CO₂ puis de O₂

La vapeur d’eau a diminué, puis le CO₂ a diminué en partie par dissolution, avant l’apparition de O₂ puis de O₃

Explication

L’évolution atmosphérique comprend d’abord la diminution de la vapeur d’eau, puis celle du CO₂, dont une partie s’est dissoute dans l’eau liquide, avant l’apparition de O₂ puis de O₃. Placer l’apparition de O₂ avant la diminution de la vapeur d’eau inverse l’ordre des transformations.

9. Lors de la différenciation de la Terre après sa formation, où migrent les éléments légers et les éléments lourds ?

Les deux catégories d’éléments migrent vers la surface
Les éléments légers migrent vers la surface et les éléments lourds vers le centre
Les éléments légers migrent vers le centre et les éléments lourds vers la surface
Les deux catégories d’éléments migrent vers le centre

Les éléments légers migrent vers la surface et les éléments lourds vers le centre

Explication

La Terre s’est structurée par migration des éléments légers vers la surface et des éléments lourds vers le centre. L’inversion de ces migrations constitue une confusion fréquente, mais elle ne correspond pas à la différenciation décrite.

10. Comment la couche d’ozone protège-t-elle l’ADN des êtres vivants ?

Elle réfléchit toute la lumière solaire, empêchant ainsi l’ADN de recevoir des rayonnements visibles.
Elle transforme les UV en dioxygène, qui répare directement les molécules d’ADN endommagées.
Elle absorbe des UV aux longueurs d’onde absorbées par l’ADN, limitant sa dénaturation et les effets mutagènes.
Elle absorbe principalement les rayonnements infrarouges, réduisant les mutations causées par la chaleur.

Elle absorbe des UV aux longueurs d’onde absorbées par l’ADN, limitant sa dénaturation et les effets mutagènes.

Explication

L’ozone absorbe les UV dont les longueurs d’onde peuvent être absorbées par l’ADN, ce qui limite sa dénaturation et les effets mutagènes. La protection ne repose pas sur l’absorption principale des infrarouges.

11. Environ 150 millions d’années après la formation de la Terre, quelle suite d’événements a conduit à la formation de l’océan primitif ?

La hausse du flux thermique a réchauffé la surface, dissous la croûte solide et transformé l’océan en vapeur
La baisse du flux thermique a refroidi la surface, solidifié la vapeur d’eau et empêché les précipitations
La baisse du flux thermique a refroidi la surface, formé une croûte solide et condensé la vapeur d’eau en précipitations
La hausse du flux thermique a formé une croûte solide, puis fait évaporer les précipitations en océan

La baisse du flux thermique a refroidi la surface, formé une croûte solide et condensé la vapeur d’eau en précipitations

Explication

La diminution du flux thermique interne a permis le refroidissement de la surface, la formation d’une croûte solide et la condensation de la vapeur d’eau en précipitations, puis en océan liquide. Une hausse du flux thermique aurait favorisé le réchauffement plutôt que cette séquence de refroidissement et de condensation.

12. Quel enchaînement décrit le rôle des cyanobactéries dans l’oxygénation initiale des océans ?

Elles ont rejeté du dioxygène qui a oxydé le fer continental avant son accumulation dans les océans.
Elles ont fixé du dioxygène par respiration, produit de la matière organique et rejeté du CO₂ qui a oxydé le fer océanique.
Elles ont fixé du CO₂ par photosynthèse, produit de la matière organique et rejeté du dioxygène qui a oxydé le fer océanique.
Elles ont transformé le fer océanique en matière organique, puis libéré du dioxygène par décomposition.

Elles ont fixé du CO₂ par photosynthèse, produit de la matière organique et rejeté du dioxygène qui a oxydé le fer océanique.

Explication

La photosynthèse des cyanobactéries a utilisé le CO₂ pour produire leur matière organique et libérer du dioxygène, d’abord accumulé dans les océans où il a oxydé le fer. Le fer continental a été oxydé plus tard, lorsque le dioxygène a diffusé dans l’atmosphère.

13. Que révèlent les formations océaniques de fers rubanés datées d’environ 3,5 milliards d’années ?

L’oxydation du fer continental Fe²⁺ en Fe³⁺, amorcée autour de −2,4 Ga.
La réduction du fer océanique Fe³⁺ en Fe²⁺, amorcée autour de −3,8 Ga.
L’oxydation du fer océanique Fe²⁺ en Fe³⁺, amorcée autour de −3,8 Ga.
La formation de fer métallique dans les océans, amorcée autour de −3,8 Ga.

L’oxydation du fer océanique Fe²⁺ en Fe³⁺, amorcée autour de −3,8 Ga.

Explication

Les fers rubanés témoignent de l’oxydation du fer océanique Fe²⁺ en Fe³⁺, processus amorcé vers −3,8 Ga. L’oxydation du fer continental est associée à une étape ultérieure, à partir de −2,4 Ga.

14. Quelle conséquence la protection contre les UV par la couche d’ozone a-t-elle eue pour les êtres vivants ?

Elle a favorisé l’apparition des océans en empêchant les UV d’atteindre la surface terrestre.
Elle a permis aux êtres vivants continentaux de coloniser les océans en supprimant leur besoin d’oxygène.
Elle a déplacé la majorité des êtres vivants des continents vers les milieux océaniques.
Elle a permis à des êtres vivants jusque-là majoritairement océaniques de coloniser les milieux continentaux.

Elle a permis à des êtres vivants jusque-là majoritairement océaniques de coloniser les milieux continentaux.

Explication

En limitant l’exposition aux UV nocifs, la couche d’ozone a rendu possible la colonisation des milieux continentaux par des êtres vivants jusque-là majoritairement océaniques. Elle n’a pas entraîné leur déplacement des continents vers les océans.

15. Quelle description correspond à la composition de l’atmosphère primitive ?

Elle était dominée par N₂ et O₂, contenait 1 à 4 % de CO₂ et pas d’O₃
Elle était dominée par H₂O et CO₂, contenait 1 à 4 % de N₂ et pas d’O₂ ni d’O₃
Elle était dominée par CO₂ et O₃, contenait 1 à 4 % de H₂O et pas de N₂
Elle était dominée par H₂O et O₂, contenait 1 à 4 % de N₂ et pas de CO₂

Elle était dominée par H₂O et CO₂, contenait 1 à 4 % de N₂ et pas d’O₂ ni d’O₃

Explication

L’atmosphère primitive était dominée par la vapeur d’eau et le CO₂, avec 1 à 4 % de N₂ et sans O₂ ni O₃. La présence de 21 % d’O₂ caractérise l’atmosphère actuelle, et non l’atmosphère primitive.

16. Quel gaz représente environ 21 % de l’atmosphère actuelle ?

Le dioxyde de carbone
Le diazote
Le dioxygène
La vapeur d’eau

Le dioxygène

Explication

Le dioxygène représente environ 21 % de l’atmosphère actuelle, tandis que le diazote en constitue environ 78 %. Confondre ces proportions revient à attribuer au diazote la part du dioxygène.

17. Quel effet les CFC présents notamment dans les aérosols et les réfrigérateurs ont-ils sur la couche d’ozone ?

Ils déplacent l’ozone vers la troposphère et persistent pendant plusieurs siècles.
Ils la réduisent et disparaissent de l’environnement en quelques mois.
Ils la renforcent et persistent dans l’environnement pendant 50 à 100 ans.
Ils la réduisent et persistent dans l’environnement pendant 50 à 100 ans.

Ils la réduisent et persistent dans l’environnement pendant 50 à 100 ans.

Explication

Les CFC réduisent la couche d’ozone et ont une durée de vie de 50 à 100 ans. Ils ne la renforcent donc pas, même si leur persistance est longue.

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Mémorisez les réponses avec 45 flashcards sur Atmosphère terrestre et apparition de la vie.

Il y a combien de temps la Terre s’est-elle formée par accrétion ?

Il y a 4,6 Ga.

Quels gaz se sont concentrés dans l’atmosphère après l’échappement de l’hydrogène et de l’hélium ?

H₂O, CO₂ et N₂.

Quels apports ont pu modifier la composition de l’atmosphère primitive ?

Les apports météoritiques et cométaires.

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