QCM : Atmosphère terrestre et apparition de la vie (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle est la composition approximative de l’atmosphère actuelle en diazote et en dioxygène ?

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

78 % de diazote et 21 % de dioxygène

Explication

L’atmosphère actuelle contient environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène. Inverser ces proportions confond les parts des deux gaz principaux, tandis que le dioxyde de carbone et l’argon ne remplacent pas le dioxygène dans cette composition.

2. En comparant l’atmosphère primitive à l’atmosphère actuelle, quelle évolution des gaz doit-on constater ?

H₂O, CO₂, N₂ et O₂ diminuent
H₂O et CO₂ diminuent, tandis que N₂ et O₂ augmentent
H₂O et N₂ diminuent, tandis que CO₂ et O₂ augmentent
H₂O et CO₂ augmentent, tandis que N₂ et O₂ diminuent

H₂O et CO₂ diminuent, tandis que N₂ et O₂ augmentent

Explication

Le passage à l’atmosphère actuelle s’est accompagné d’une baisse de H₂O et de CO₂ et d’une hausse de N₂ et de O₂. L’inversion des deux premiers gaz ou celle des deux derniers traduit une confusion sur le sens de leur évolution.

3. Des stromatolithes datés de 3,6 milliards d’années sont étudiés : quelle activité biologique permettent-ils d’associer à cette époque ?

La photosynthèse de cyanobactéries libérant du dioxygène
La fermentation d’organismes libérant du dioxyde de carbone
La respiration de cyanobactéries consommant du dioxygène
La formation de roches calcaires par précipitation du calcium

La photosynthèse de cyanobactéries libérant du dioxygène

Explication

Les stromatolithes datés de 3,5 à 3,7 milliards d’années témoignent de cyanobactéries réalisant la photosynthèse et libérant du dioxygène. La respiration implique une consommation de dioxygène, et la formation de roches calcaires ne décrit pas cette activité biologique.

4. Lors d’une photosynthèse éclairée, quelle équation décrit la transformation de six molécules de dioxyde de carbone et de six molécules d’eau ?

C6H12O6+6 O2→6 CO2+6 H2O\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}\rightarrow6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}
6 CO2+6 H2O→C6H12O6+6 O26\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}
6 CO2+6 H2O→6 O26\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\rightarrow6\,\mathrm{O_2}
6 CO2+6 H2O→C6H12O66\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}

$$6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}$$

Explication

En présence d’énergie lumineuse, la photosynthèse transforme le dioxyde de carbone et l’eau en glucose et en dioxygène, selon l’équation indiquée. L’équation inversée décrit la consommation des produits, tandis que les deux autres propositions omettent un produit.

5. Que désigne l’expression « fers rubanés » dans le contexte du piégeage océanique du dioxygène ?

Des dépôts d’oxydes de fer accumulés au fond des océans
Des roches continentales rouges contenant de l’hématite
Des stromatolithes formés par des cyanobactéries marines
Des carbonates de calcium déposés au fond des océans

Des dépôts d’oxydes de fer accumulés au fond des océans

Explication

Les fers rubanés se sont formés par accumulation d’oxydes de fer au fond de l’océan, où le dioxygène produit était piégé. Les roches rouges contenant de l’hématite témoignent, elles, de la présence de dioxygène sur les continents.

6. Dans quelle couche de l’atmosphère se forme l’ozone lorsque les UV dissocient le dioxygène ?

Dans la troposphère, située entre 0 et 11 km d’altitude
Dans la stratosphère, située entre 11 et 50 km d’altitude
Dans la mésosphère, située entre 50 et 85 km d’altitude
Dans la thermosphère, située au-dessus de 85 km d’altitude

Dans la stratosphère, située entre 11 et 50 km d’altitude

Explication

La formation de l’ozone à partir du dioxygène dissocié par les UV a lieu dans la stratosphère, entre 11 et 50 km d’altitude. La troposphère est la couche située sous cette zone et ne correspond donc pas au lieu indiqué.

7. Quel rôle joue la dissolution océanique du dioxyde de carbone dans l’évolution de l’atmosphère ?

Elle contribue à retirer du CO₂ de l’atmosphère et à le stocker dans des roches calcaires.
Elle transforme le CO₂ dissous en diazote, qui s’accumule ensuite dans l’atmosphère.
Elle libère du CO₂ depuis les roches calcaires et augmente sa concentration atmosphérique.
Elle convertit le CO₂ en dioxygène, qui devient alors le principal gaz atmosphérique.

Elle contribue à retirer du CO₂ de l’atmosphère et à le stocker dans des roches calcaires.

Explication

Le CO₂ dissous forme des ions hydrogénocarbonate qui s’associent au calcium pour produire du carbonate de calcium stocké dans les calcaires, ce qui contribue à la baisse du CO₂ atmosphérique. La formation de diazote ne fait pas partie de ce mécanisme de piégeage.

8. Quelle différence distingue le dioxygène libéré par les cyanobactéries du dioxygène présent dans l’atmosphère actuelle ?

Le dioxygène libéré par les cyanobactéries est d’abord produit par photosynthèse, tandis que sa présence atmosphérique résulte de son accumulation.
Le dioxygène libéré par les cyanobactéries se forme dans la stratosphère, tandis que le dioxygène atmosphérique est produit dans l’océan.
Le dioxygène libéré par les cyanobactéries provient de la respiration, tandis que le dioxygène atmosphérique est issu des océans.
Le dioxygène libéré par les cyanobactéries est directement stocké dans les calcaires, tandis que le dioxygène atmosphérique reste dissous dans l’eau.

Le dioxygène libéré par les cyanobactéries est d’abord produit par photosynthèse, tandis que sa présence atmosphérique résulte de son accumulation.

Explication

Les cyanobactéries produisent du dioxygène par photosynthèse, mais sa présence dans l’atmosphère correspond à une accumulation après sa production. Le dioxygène n’est pas issu de la respiration dans cette comparaison : la respiration le consomme.

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De quels gaz l’atmosphère actuelle est-elle principalement composée, et dans quelles proportions ?

Environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène.

Quelles transformations ont entraîné la diminution du CO₂ atmosphérique ?

Sa dissolution dans l’océan, puis sa transformation en ions hydrogénocarbonate et en carbonate de calcium stocké dans des roches calcaires.

Que témoignent les stromatolithes datés de 3,5 à 3,7 milliards d’années ?

De l’activité de cyanobactéries réalisant la photosynthèse et libérant du dioxygène.

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