QCM : Atmosphère terrestre et cycles du carbone — 15 questions

Explication

L’atmosphère primitive contenait surtout de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et du diazote, mais elle était dépourvue de dioxygène. La présence de 21 % de dioxygène correspond à l’atmosphère actuelle et non à l’atmosphère primitive.

Explication

Les gaz présents dans les météorites de type chondrite ont servi à estimer la composition de l’atmosphère primitive. Les autres indices concernent des réservoirs ou des phénomènes actuels, qui ne constituent pas la base indiquée ici.

Explication

En se refroidissant, la Terre a permis à la vapeur d’eau atmosphérique de se liquéfier, formant ainsi l’hydrosphère. L’hydrosphère correspond à l’eau liquide, tandis que la vapeur d’eau relève de l’atmosphère.

Explication

Ce zircon s’est formé dans un magma riche en eau et atteste donc une liquéfaction très précoce de l’eau terrestre. L’information sur la pauvreté ancienne de l’atmosphère en dioxygène provient d’autres indices, notamment l’uraninite.

Explication

La photosynthèse utilise de la matière minérale pour produire de la matière organique et libère du dioxygène. La dégradation du glucose avec libération d’énergie correspond plutôt à la respiration cellulaire.

Explication

Les premières traces de vie connues correspondent à des cyanobactéries capables de réaliser la photosynthèse. Les organismes respirant consomment du dioxygène, tandis que les plantes terrestres et les animaux sont apparus dans des contextes bien plus récents.

Explication

Dans les océans, le dioxygène a d’abord réagi avec des composés réduits, en particulier le fer dissous. Il a pu s’accumuler dans l’atmosphère après la saturation des océans en produits oxydés.

Explication

Le dioxygène a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère vers 2,4 milliards d’années et a atteint sa concentration actuelle il y a environ 500 millions d’années. Les autres couples de dates inversent ou déplacent les étapes de cette évolution.

Explication

Le rayonnement ultraviolet solaire dissocie le dioxygène stratosphérique, ce qui initie la transformation chimique conduisant à la formation de l’ozone. L’ozone n’est pas le réactif initial absorbant les ultraviolets, mais le produit formé qui en absorbe une partie.

Explication

La couche d’ozone atteint une concentration maximale permanente vers 30 km d’altitude et absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire. Les mutations de l’ADN peuvent être provoquées par les ultraviolets, mais elles ne constituent pas la fonction de la couche d’ozone.

Explication

Avant la formation de la couche d’ozone, la vie était surtout possible dans les océans, puis la vie continentale s’est développée après l’apparition de cette protection contre une partie des ultraviolets. Les autres propositions inversent ou nient cette évolution.

Explication

Le cycle du carbone regroupe les échanges de carbone entre plusieurs réservoirs, notamment l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. La quantité stockée correspond aux stocks, tandis que la vitesse d’échange correspond aux flux.

Explication

Dans le cycle naturel, l’équilibre des flux entrants et sortants maintient constants les stocks des différents réservoirs. Des stocks croissants indiqueraient au contraire un déséquilibre des échanges.

Explication

Les flux anthropiques s’ajoutent aux flux naturels équilibrés, ce qui déséquilibre les échanges et enrichit l’atmosphère de plus de 10 gigatonnes de carbone par an. Ils ne maintiennent donc pas l’équilibre naturel et ne provoquent pas une diminution générale du carbone atmosphérique.

Explication

L’enrichissement anthropique de l’atmosphère en dioxyde de carbone provient essentiellement de l’utilisation des combustibles fossiles. Les échanges océaniques et la respiration participent au cycle naturel, mais ne constituent pas la principale source anthropique indiquée.