QCM : Atmosphère terrestre et cycles (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle proportion approximative des principaux gaz compose l’atmosphère actuelle ?

Environ 78 % de vapeur d’eau et 21 % de dioxygène, avec des traces d’autres gaz
Environ 78 % de diazote et 21 % de dioxyde de carbone, avec des traces d’autres gaz
Environ 78 % de dioxygène et 21 % de diazote, avec des traces d’autres gaz
Environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, avec des traces d’autres gaz

Environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, avec des traces d’autres gaz

Explication

L’atmosphère actuelle est composée d’environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, ainsi que de traces de plusieurs autres gaz. L’inversion des proportions entre diazote et dioxygène est une confusion plausible, mais les proportions données sont celles des gaz majoritaires.

2. Que désigne le cycle du carbone sur Terre ?

L’ensemble des échanges de carbone entre réservoirs, mesurés en tonnes par an
La circulation de l’énergie entre les organismes et leur environnement, mesurée en joules
La quantité totale de carbone présente dans les roches, mesurée en tonnes
La transformation du carbone atmosphérique en matière organique par photosynthèse

L’ensemble des échanges de carbone entre réservoirs, mesurés en tonnes par an

Explication

Le cycle du carbone correspond aux échanges de carbone entre les différents réservoirs, quantifiés par des flux en tonnes par an. La photosynthèse intervient dans le cycle, mais elle ne définit pas à elle seule l’ensemble de ces échanges.

3. Un réservoir reçoit autant de carbone qu’il en perd pendant une période donnée : que devient son stock ?

Il augmente, car tout flux entrant ajoute du carbone au réservoir
Il diminue, car tout flux sortant retire du carbone du réservoir
Il reste constant, car les flux entrants et sortants sont équilibrés
Il varie selon la taille des autres réservoirs, même si ses flux s’équilibrent

Il reste constant, car les flux entrants et sortants sont équilibrés

Explication

Lorsque les flux entrants et sortants s’équilibrent, la quantité de carbone du réservoir reste constante. Un flux sortant ne provoque pas à lui seul une diminution nette si les entrées compensent les pertes.

4. Quels éléments font partie des réservoirs superficiels où le carbone est stocké ?

Les océans, les roches, les nappes souterraines, les glaciers et le manteau
L’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches
L’atmosphère, les sols, les océans, les volcans et les glaciers
La biosphère, les sols, les volcans, les nuages et les sédiments

L’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches

Explication

Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels, dont l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les volcans et les glaciers ne remplacent pas la biosphère comme réservoir dans cette liste.

5. Quelle composition caractérisait l’atmosphère primitive issue du dégazage terrestre il y a environ 4,6 milliards d’années ?

Du diazote, de l’ozone et du protoxyde d’azote
Du dioxygène, du dioxyde de carbone et de l’ozone
Du diazote, du dioxygène et des traces de méthane
Du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Explication

Le dégazage terrestre a formé une atmosphère primitive contenant du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau. La présence de dioxygène caractérise plutôt l’atmosphère actuelle, et non cette composition primitive.

6. Quelle est la fonction protectrice de la couche d’ozone pour les êtres vivants ?

Elle réfléchit la lumière visible solaire et réduit son effet sur la photosynthèse.
Elle produit le dioxygène atmosphérique et limite sa consommation par les êtres vivants.
Elle absorbe une partie du rayonnement infrarouge et réduit son effet thermique.
Elle absorbe une partie des ultraviolets solaires et réduit leur effet mutagène.

Elle absorbe une partie des ultraviolets solaires et réduit leur effet mutagène.

Explication

La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire, ce qui protège les êtres vivants de ses effets mutagènes. Le dioxygène est le précurseur de l’ozone décrit dans le mécanisme de formation, mais ce n’est pas la fonction protectrice attribuée à la couche.

7. Pourquoi le dioxygène produit dans l’océan a-t-il commencé à s’accumuler dans l’atmosphère à partir de 2,4 Ga ?

La saturation de l’eau en dioxyde de carbone a provoqué la production atmosphérique de dioxygène par les océans.
La formation des fers rubanés a retiré le dioxygène de l’océan, puis l’évaporation l’a libéré dans l’atmosphère.
L’oxydation du fer a formé la couche d’ozone, qui a ensuite libéré du dioxygène dans l’atmosphère.
L’oxydation du fer a formé des fers rubanés, puis la saturation de l’eau en dioxygène a permis son accumulation atmosphérique.

L’oxydation du fer a formé des fers rubanés, puis la saturation de l’eau en dioxygène a permis son accumulation atmosphérique.

Explication

Le dioxygène a d’abord oxydé le fer océanique, contribuant à la formation de fers rubanés; une fois l’eau saturée en O₂, il a pu s’accumuler dans l’atmosphère à partir de 2,4 Ga. Les fers rubanés témoignent de l’oxydation du fer plutôt que d’une production de dioxygène par l’évaporation.

8. Quel rôle les cyanobactéries ont-elles joué dans la production initiale de dioxygène ?

Elles ont produit du dioxygène par photosynthèse, lequel a oxydé des espèces réduites dans l’océan.
Elles ont libéré du dioxygène en décomposant l’ozone présent dans l’atmosphère.
Elles ont consommé le dioxygène par respiration, ce qui a réduit les espèces chimiques océaniques.
Elles ont produit du dioxygène en oxydant directement le fer dissous dans l’océan.

Elles ont produit du dioxygène par photosynthèse, lequel a oxydé des espèces réduites dans l’océan.

Explication

La photosynthèse des cyanobactéries a produit du dioxygène, qui a ensuite oxydé des espèces chimiques réduites dans l’océan. L’oxydation du fer est une conséquence de cette production, et non le mécanisme par lequel les cyanobactéries produisaient le dioxygène.

9. Comment le rayonnement ultraviolet solaire contribue-t-il à la formation de l’ozone stratosphérique ?

Il peut dissocier le diazote stratosphérique et déclencher une transformation chimique qui forme du dioxyde de carbone.
Il peut dissocier la vapeur d’eau stratosphérique et déclencher une transformation chimique qui forme du méthane.
Il peut dissocier le dioxygène stratosphérique et déclencher une transformation chimique qui forme de l’ozone.
Il peut dissocier l’ozone stratosphérique et déclencher une transformation chimique qui forme du dioxygène.

Il peut dissocier le dioxygène stratosphérique et déclencher une transformation chimique qui forme de l’ozone.

Explication

Le rayonnement ultraviolet peut dissocier le dioxygène dans la stratosphère et amorcer une transformation chimique aboutissant à l’ozone O₃. Le dioxygène est le précurseur de l’ozone dans ce mécanisme, tandis que l’ozone n’en est pas le précurseur.

10. Pourquoi les combustibles fossiles sont-ils considérés comme des ressources énergétiques non renouvelables ?

Leur extraction transforme directement le carbone des roches en carbone atmosphérique
Leur combustion empêche le carbone de circuler entre les réservoirs terrestres
Leur formation dépend de flux de carbone qui varient d’une année à l’autre
Leurs stocks ne se reconstituent pas assez vite pour suivre leur consommation

Leurs stocks ne se reconstituent pas assez vite pour suivre leur consommation

Explication

Les combustibles fossiles sont non renouvelables parce que leur formation est trop lente pour reconstituer leurs stocks au rythme de leur consommation. La variation des flux de carbone ne suffit pas à expliquer leur caractère non renouvelable.

11. Quel enchaînement a conduit à la formation de l’hydrosphère sur la Terre primitive ?

La photosynthèse a transformé le dioxyde de carbone atmosphérique en eau liquide.
L’oxydation du fer océanique a condensé le diazote en eau liquide.
Le réchauffement de la surface a vaporisé les océans et formé une enveloppe d’eau gazeuse.
Le refroidissement de la surface a liquéfié rapidement la vapeur d’eau atmosphérique.

Le refroidissement de la surface a liquéfié rapidement la vapeur d’eau atmosphérique.

Explication

En se refroidissant, la surface terrestre a provoqué la liquéfaction rapide de la vapeur d’eau atmosphérique, formant l’hydrosphère. La photosynthèse des cyanobactéries est liée à la production de dioxygène, pas à cette condensation.

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De quoi était composée l’atmosphère primitive issue du dégazage terrestre ?

De diazote, de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau.

Quand l’atmosphère primitive issue du dégazage terrestre s’est-elle formée ?

Il y a environ 4,6 milliards d’années.

Qu’a provoqué le refroidissement de la surface terrestre sur la vapeur d’eau atmosphérique ?

Sa liquéfaction rapide.

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