QCM : Atmosphère terrestre et cycle du carbone (21 questions)

Explication

L’atmosphère primitive s’est constituée il y a environ 4,6 Ga et était surtout composée de vapeur d’eau, de diazote et de dioxyde de carbone, avec des traces de méthane. Le dioxygène ne figure pas parmi ses principaux constituants.

Explication

Le dégazage a été intense durant les 150 premiers millions d’années et a libéré notamment H₂O, CO₂ et N₂ dans l’atmosphère, contribuant à sa formation. Le situer dans les 150 derniers millions d’années inverse la période indiquée.

Explication

L’atmosphère actuelle contient 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, ainsi que d’autres gaz. La vapeur d’eau et le dioxyde de carbone n’occupent pas les proportions indiquées dans les compositions proposées.

Explication

L’hydrosphère correspond à l’ensemble de l’eau liquide d’une planète et, sur Terre, se trouve principalement dans les océans. Les gaz retenus par gravité relèvent de l’atmosphère; la définition ne rassemble pas l’eau de tous les états.

Explication

L’hydrosphère a une double origine : des apports par les météorites et les comètes, ainsi que la vapeur d’eau dégazée par le manteau primitif. L’association proposée avec les volcans actuels omet les comètes et remplace le dégazage primitif.

Explication

Le refroidissement de la Terre et de son atmosphère a condensé la vapeur d’eau et formé des océans liquides. Les autres propositions attribuent ce processus à une vaporisation, à la formation de glace ou à la condensation d’un autre gaz.

Explication

Les plus anciennes traces de vie connues sont des stromatolites datés de 3,5 Ga. Les autres datations proposées ne correspondent pas à cette donnée.

Explication

Les stromatolites sont des structures géologiques et biologiques présentes dans des mers chaudes et peu profondes, associées à des organismes photosynthétiques proches des cyanobactéries. Les milieux froids et profonds, les champignons et les eaux douces ne correspondent pas à cette description.

Explication

La photosynthèse des stromatolites a contribué à l’augmentation du dioxygène dans l’atmosphère à partir de 2,4 Ga. Elle n’est pas décrite comme augmentant le dioxyde de carbone, et 3,5 Ga correspond à la datation des plus anciennes traces de vie connues.

Explication

Le dioxygène produit s’est d’abord accumulé dans les océans, où il a oxydé le fer et contribué aux dépôts de fer rubané datés de 3,8 à 2,0 Ga. Les propositions qui le placent d’abord dans l’atmosphère ou datent ces dépôts en Ma sont incorrectes.

Explication

Les UV dissocient des molécules de dioxygène et les atomes d’oxygène réagissent ensuite avec O₂ pour produire O₃. Les autres propositions substituent le gaz initial, le rayonnement ou l’atome qui intervient dans la formation.

Explication

La couche d’ozone est définie par la concentration maximale d’ozone et se situe vers 30 km d’altitude. Le dioxygène ne définit pas cette couche, et 3 km ne correspond pas à l’altitude indiquée.

Explication

La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement solaire dans la haute atmosphère et limite ainsi celui qui atteint le sol. Elle n’agit pas après l’arrivée du rayonnement à la surface et son effet n’est pas décrit comme visant les océans profonds.

Explication

Les UV qui atteignent l’ADN peuvent provoquer des lésions, des erreurs de complémentarité et des mutations potentiellement cancérigènes. Les conséquences mentionnées concernent l’ADN, et non l’ARN ou les protéines comme cibles de ces mutations.

Explication

Le charbon se forme à partir de matière organique issue de végétaux morts, par enfouissement puis subsidence. Les propositions erronées changent l’origine vivante ou animale, remplacent la subsidence par une remontée ou retirent l’enfouissement.

Explication

Les combustibles fossiles cités proviennent du carbone des êtres vivants et se sont formés il y a plusieurs centaines de millions d’années. Leur origine n’est pas attribuée au carbone des roches, et quelques milliers d’années ne correspondent pas à cette ancienneté.

Explication

Les stocks sont non renouvelables à l’échelle humaine, car leur régénération et leur formation prennent bien plus longtemps qu’une vie humaine. La combustion ne renouvelle pas ces stocks et ne les rend pas rapidement disponibles.

Explication

Un réservoir est un compartiment terrestre qui stocke du carbone sous une ou plusieurs formes. Un transfert entre compartiments définit un flux, tandis qu’un compartiment où le carbone n’est pas stocké ne répond pas à la définition.

Explication

Les principaux réservoirs comprennent l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les volcans ne figurent pas dans cette liste de réservoirs principaux.

Explication

Un flux de carbone est un transfert entre réservoirs, qui peut avoir lieu par déplacement physique ou par réaction chimique. Le stockage dans un seul compartiment et sa concentration maximale ne définissent pas un flux.

Explication

Le cycle actuel indique 750 Gt de carbone atmosphérique, contre 600 Gt avant l’industrialisation, soit un écart de 150 Gt. Les flux anthropiques sont de 2 Gt/an pour la déforestation et de 6 Gt/an pour les combustibles fossiles et le ciment.