QCM : Atmosphère terrestre et cycle du carbone (10 questions)

Question 1

1. Quelle était la composition de l’atmosphère primitive avant l’accumulation du dioxygène ?

85 % d’eau, 10 % de CO₂ et 5 % de N₂, sans O₂

85 % de N₂, 10 % de CO₂ et 5 % d’eau, sans O₂

80 % d’eau, 15 % de N₂ et 5 % d’O₂

78 % de N₂, 21 % d’O₂ et 0,03 % de CO₂

Explication

L’atmosphère primitive était très riche en eau et contenait du CO₂ et du N₂, mais pas de dioxygène. La composition à 78 % de N₂ et 21 % d’O₂ correspond à l’atmosphère actuelle, tandis que les autres propositions inversent les proportions ou introduisent de l’O₂.

Answer

85 % d’eau, 10 % de CO₂ et 5 % de N₂, sans O₂

Question 2

2. En étudiant l’évolution de la Terre primitive, quelle suite d’événements explique la formation des océans et la prédominance du diazote ?

L’eau s’est liquéfiée et a formé les océans, le CO₂ s’y est dissous, puis le N₂ est devenu majoritaire

Le CO₂ s’est liquéfié et a formé les océans, l’eau s’y est dissoute, puis le N₂ est devenu majoritaire

L’eau s’est liquéfiée et a formé les océans, le N₂ s’y est dissous, puis le CO₂ est devenu majoritaire

Le N₂ s’est liquéfié et a formé les océans, le CO₂ s’y est dissous, puis l’eau est devenue majoritaire

Explication

Le refroidissement a liquéfié la quasi-totalité de l’eau atmosphérique, dont les pluies ont formé les océans ; le CO₂ s’est ensuite dissous dans l’eau, laissant le diazote devenir majoritaire. Les propositions avec liquéfaction du CO₂ ou du N₂ confondent les substances impliquées dans ces transformations.

Answer

L’eau s’est liquéfiée et a formé les océans, le CO₂ s’y est dissous, puis le N₂ est devenu majoritaire

Question 3

3. Des fers rubanés datés d’environ 3,5 Ga sont observés dans une roche ancienne ; quel mécanisme relie leur formation à l’origine du dioxygène ?

Des cyanobactéries des stromatolithes ont produit l’O₂ par photosynthèse, qui a contribué à former les fers rubanés

Des cyanobactéries des stromatolithes ont produit l’O₂ après l’accumulation atmosphérique, qui a formé les fers rubanés

Des cyanobactéries des stromatolithes ont consommé l’O₂ par photosynthèse, ce qui a formé les fers rubanés

Des organismes décomposeurs ont produit l’O₂ par respiration, qui a contribué à former les fers rubanés

Explication

Les cyanobactéries des stromatolithes produisaient du dioxygène par photosynthèse, et la formation des fers rubanés à partir de 3,5 Ga témoigne de cette production. La consommation d’O₂ par photosynthèse inverse le mécanisme, tandis que respiration et accumulation atmosphérique ne correspondent pas à cette origine.

Answer

Des cyanobactéries des stromatolithes ont produit l’O₂ par photosynthèse, qui a contribué à former les fers rubanés

Question 4

4. Dans un océan ancien, les ions Fe²⁺ deviennent progressivement rares alors que du dioxygène est produit ; quelle évolution en découle ?

L’oxydation du fer ralentit et l’O₂ s’accumule dans l’atmosphère, puis dans l’océan

L’oxydation du fer ralentit et l’O₂ s’accumule dans l’océan, puis dans l’atmosphère

L’oxydation du fer s’accélère et l’O₂ s’accumule dans l’atmosphère, puis dans l’océan

L’oxydation du fer ralentit et l’O₂ disparaît de l’océan avant d’atteindre l’atmosphère

Explication

À mesure que les ions Fe²⁺ s’épuisent, leur oxydation ralentit et le dioxygène peut s’accumuler d’abord dans l’océan, puis dans l’atmosphère à partir d’environ 2,4 Ga. L’accélération de l’oxydation confond le manque de réactif avec une hausse de réaction, et l’ordre atmosphère-océan est inversé dans l’autre proposition.

Answer

L’oxydation du fer ralentit et l’O₂ s’accumule dans l’océan, puis dans l’atmosphère

Question 5

5. Que désigne l’équilibre dynamique du dioxygène dans l’environnement ?

Une stabilité de sa teneur lorsque les flux de production et de consommation s’équilibrent

Une baisse de sa teneur lorsque les échanges entre l’atmosphère et les êtres vivants cessent

Une hausse de sa teneur lorsque la photosynthèse dépasse la respiration

Une répartition égale du dioxygène entre l’atmosphère, les océans et les organismes vivants

Explication

L’équilibre dynamique correspond à une teneur stable lorsque les flux des sources et des puits de dioxygène se compensent. Une photosynthèse supérieure à la respiration créerait plutôt un déséquilibre entre ces flux.

Answer

Une stabilité de sa teneur lorsque les flux de production et de consommation s’équilibrent

Question 6

6. À quelle altitude environ l’ozone formé sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire s’accumule-t-il dans la stratosphère ?

Vers 500 km d’altitude

Vers 3,5 km d’altitude

Vers 2,4 km d’altitude

Vers 30 km d’altitude

Explication

L’ozone se forme lorsque les UV solaires dissocient une partie du dioxygène, puis s’accumule dans la stratosphère vers 30 km d’altitude. Les autres valeurs renvoient à des échelles ou à des repères qui ne décrivent pas l’altitude de cette accumulation.

Answer

Vers 30 km d’altitude

Question 7

7. Quel rôle les réservoirs de carbone jouent-ils dans le cycle du carbone ?

Ils transforment tout le carbone organique en dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Ils stockent le carbone sous différentes formes dans l’atmosphère, la biosphère, les sols, les roches et les océans.

Ils empêchent les échanges de carbone entre les océans et les êtres vivants.

Ils produisent le carbone fossile à partir du dioxyde de carbone atmosphérique en quelques années.

Explication

Les réservoirs conservent le carbone sous des formes variées, organiques ou minérales, dans plusieurs compartiments de la Terre. Les flux entre réservoirs ne les empêchent pas d’échanger du carbone : ils peuvent maintenir des stocks stables lorsqu’ils s’équilibrent.

Answer

Ils stockent le carbone sous différentes formes dans l’atmosphère, la biosphère, les sols, les roches et les océans.

Question 8

8. En quoi les combustibles fossiles se distinguent-ils du carbone des êtres vivants actuels quant à leur formation et à leur renouvellement ?

Ils proviennent d’êtres vivants actuels et se forment sur quelques années, à un rythme comparable à leur consommation humaine.

Ils proviennent de roches minérales et se forment sur des millions d’années, à un rythme qui permet leur renouvellement humain.

Ils proviennent d’êtres vivants anciens et se forment en quelques siècles, à un rythme qui suit leur extraction humaine.

Ils proviennent d’êtres vivants anciens et se sont formés sur des millions d’années, à un rythme trop lent pour être renouvelés à l’échelle humaine.

Explication

Les combustibles fossiles résultent de la transformation du carbone d’êtres vivants sur plusieurs dizaines à centaines de millions d’années, ce qui les rend non renouvelables à l’échelle humaine. Le carbone des êtres vivants actuels participe à des échanges biologiques beaucoup plus rapides, tandis que l’option évoquant une formation en quelques siècles confond l’ancienneté de leur formation avec la durée récente de leur exploitation.

Answer

Ils proviennent d’êtres vivants anciens et se sont formés sur des millions d’années, à un rythme trop lent pour être renouvelés à l’échelle humaine.

Question 9

9. Quel effet le refroidissement de la Terre a-t-il eu sur l’eau présente dans l’atmosphère primitive ?

Elle est restée sous forme de vapeur tandis que l’azote se liquéfiait.

Elle s’est dissociée sous l’effet du rayonnement solaire.

Elle s’est condensée en pluies qui ont formé les océans.

Elle s’est transformée en dioxyde de carbone dissous.

Explication

Le refroidissement a liquéfié la quasi-totalité de l’eau atmosphérique, et les pluies ont ainsi formé les océans. La dissolution progressive du dioxyde de carbone est un autre changement lié à l’eau, mais elle n’explique pas la formation des océans.

Answer

Elle s’est condensée en pluies qui ont formé les océans.

Question 10

10. Pour reconstituer l’environnement de formation d’une roche sédimentaire ancienne, quelle démarche illustre le principe d’actualisme ?

Déduire son environnement de la seule composition actuelle de l’atmosphère

Reconstituer son environnement en supposant que les processus terrestres ont changé

Comparer ses structures à celles produites aujourd’hui par des phénomènes similaires

Attribuer ses structures à des phénomènes sans équivalent observable aujourd’hui

Explication

Le principe d’actualisme consiste à interpréter le passé en comparant les phénomènes anciens à des phénomènes observables aujourd’hui. Se fonder sur la composition actuelle de l’atmosphère ne permet pas, à lui seul, d’établir cette comparaison.

Answer

Comparer ses structures à celles produites aujourd’hui par des phénomènes similaires

QCM : Atmosphère terrestre et cycle du carbone (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle était la composition de l’atmosphère primitive avant l’accumulation du dioxygène ?

2. En étudiant l’évolution de la Terre primitive, quelle suite d’événements explique la formation des océans et la prédominance du diazote ?

3. Des fers rubanés datés d’environ 3,5 Ga sont observés dans une roche ancienne ; quel mécanisme relie leur formation à l’origine du dioxygène ?

4. Dans un océan ancien, les ions Fe²⁺ deviennent progressivement rares alors que du dioxygène est produit ; quelle évolution en découle ?

5. Que désigne l’équilibre dynamique du dioxygène dans l’environnement ?

6. À quelle altitude environ l’ozone formé sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire s’accumule-t-il dans la stratosphère ?

7. Quel rôle les réservoirs de carbone jouent-ils dans le cycle du carbone ?

8. En quoi les combustibles fossiles se distinguent-ils du carbone des êtres vivants actuels quant à leur formation et à leur renouvellement ?

9. Quel effet le refroidissement de la Terre a-t-il eu sur l’eau présente dans l’atmosphère primitive ?

10. Pour reconstituer l’environnement de formation d’une roche sédimentaire ancienne, quelle démarche illustre le principe d’actualisme ?

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