QCM : Atmosphère terrestre et évolution de la vie (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment le Système solaire s’est-il formé il y a environ 4,6 milliards d’années ?

Par l’effondrement d’une atmosphère autour de la Terre
Par l’explosion successive de plusieurs étoiles proches
Par la contraction gravitationnelle d’une nébuleuse solaire
Par la solidification rapide d’un océan de magma

Par la contraction gravitationnelle d’une nébuleuse solaire

Explication

Le Système solaire s’est formé par contraction gravitationnelle d’un immense nuage de gaz et de poussières appelé nébuleuse solaire. La solidification du magma et l’évolution de l’atmosphère concernent des étapes ultérieures de l’histoire terrestre.

2. Quel processus explique principalement la formation de la Terre autour du Soleil ?

L’accrétion par collisions et agglomération de particules
La condensation de la vapeur d’eau en océans primitifs
Le dégazage volcanique de matériaux présents dans le manteau
La photosynthèse réalisée par les premiers organismes

L’accrétion par collisions et agglomération de particules

Explication

La Terre s’est formée par accrétion, c’est-à-dire par des collisions successives et l’agglomération de particules. Le dégazage volcanique a ensuite contribué à former l’atmosphère primitive, tandis que les autres processus sont plus tardifs.

3. Quelle est l’origine principale de l’atmosphère primitive terrestre ?

La production de dioxygène par les organismes photosynthétiques
L’accumulation de particules dans la nébuleuse solaire
La condensation directe des océans à la surface
Le dégazage volcanique de la Terre chaude

Le dégazage volcanique de la Terre chaude

Explication

L’atmosphère primitive est l’enveloppe gazeuse produite principalement par le dégazage volcanique de la Terre chaude. L’accrétion forme la planète, tandis que la photosynthèse intervient plus tard dans l’évolution de sa composition gazeuse.

4. Quelle était la composition approximative de l’atmosphère primitive ?

85 % de vapeur d’eau, 10 % de dioxyde de carbone et 5 % de diazote
50 % de vapeur d’eau, 30 % de dioxygène et 20 % de diazote
78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des gaz en traces
90 % de diazote, 5 % de dioxyde de carbone et 5 % de vapeur d’eau

85 % de vapeur d’eau, 10 % de dioxyde de carbone et 5 % de diazote

Explication

L’atmosphère primitive était dominée par la vapeur d’eau, avec environ 85 %, puis contenait 10 % de dioxyde de carbone et 5 % de diazote. La composition riche en diazote et en dioxygène correspond à l’atmosphère actuelle.

5. Quelle composition caractérise approximativement l’atmosphère terrestre actuelle ?

60 % de dioxygène, 30 % de diazote et des gaz en traces
85 % de vapeur d’eau, 10 % de dioxyde de carbone et 5 % de diazote
78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des gaz en traces
45 % de dioxyde de carbone, 40 % de vapeur d’eau et 15 % de diazote

78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des gaz en traces

Explication

L’atmosphère actuelle contient environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau. La forte proportion de vapeur d’eau caractérise plutôt l’atmosphère primitive.

6. Quel enchaînement décrit correctement l’évolution de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone atmosphériques lors du refroidissement terrestre ?

La vapeur d’eau augmente dans l’atmosphère, tandis que le dioxyde de carbone se transforme directement en dioxygène
La vapeur d’eau se solidifie dans l’espace, tandis que le dioxyde de carbone s’accumule dans les océans sans transformation
La vapeur d’eau devient du diazote, tandis que le dioxyde de carbone reste principalement concentré dans les volcans
La vapeur d’eau se condense, tandis que le dioxyde de carbone se dissout, se piège dans les roches et est utilisé par la photosynthèse

La vapeur d’eau se condense, tandis que le dioxyde de carbone se dissout, se piège dans les roches et est utilisé par la photosynthèse

Explication

Le refroidissement a permis la condensation de la vapeur d’eau et a favorisé le retrait du dioxyde de carbone par dissolution océanique, piégeage dans les roches carbonatées et utilisation biologique. Le dioxyde de carbone ne se transforme pas directement en dioxygène par le refroidissement.

7. Quel changement d’état de l’eau a accompagné le refroidissement de la Terre primitive ?

La glace terrestre s’est évaporée en vapeur d’eau
Le dioxygène atmosphérique s’est transformé en eau liquide
La vapeur d’eau s’est condensée en eau liquide
L’eau liquide s’est dissociée pour former du diazote

La vapeur d’eau s’est condensée en eau liquide

Explication

Au début de l’histoire terrestre, l’eau était sous forme de vapeur, puis le refroidissement a permis sa condensation en eau liquide. Les autres propositions décrivent des transformations qui ne correspondent pas au processus de formation de l’eau liquide primitive.

8. Comment les océans se sont-ils principalement formés ?

Par transformation du dioxyde de carbone atmosphérique en eau sous l’effet du refroidissement
Par condensation de la vapeur d’eau puis accumulation de l’eau liquide dans les dépressions terrestres
Par capture directe de grandes masses d’eau provenant de la nébuleuse solaire
Par fusion de roches carbonatées dans les régions les plus basses de la surface

Par condensation de la vapeur d’eau puis accumulation de l’eau liquide dans les dépressions terrestres

Explication

Les océans proviennent de la condensation de la vapeur d’eau de l’atmosphère primitive, suivie de l’accumulation de l’eau liquide dans les dépressions de la surface terrestre. Le dioxyde de carbone et les roches carbonatées participent à d’autres transformations, mais ne constituent pas l’origine directe des océans.

9. Comment se forment les fers rubanés dans les océans primitifs ?

Le dioxyde de carbone réagit avec le fer solide et forme des carbonates insolubles
Le dioxygène réagit avec le fer dissous et forme des oxydes insolubles
Le diazote dissous précipite avec le fer et forme des nitrates insolubles
La chaleur océanique transforme le fer dissous en particules métalliques insolubles

Le dioxygène réagit avec le fer dissous et forme des oxydes insolubles

Explication

Les fers rubanés résultent de l’oxydation du fer dissous par le dioxygène, ce qui produit des oxydes de fer insolubles. Leur formation indique donc la présence de dioxygène dans l’eau, et non son absence.

10. Que permet de déduire la présence actuelle de fers rubanés à propos des océans anciens ?

Le fer dissous était déjà absent des océans lors de leur formation
Les océans étaient entièrement dépourvus de gaz lors de leur formation
Du dioxyde de carbone était absent de l’atmosphère lors de leur formation
Du dioxygène était présent dans l’eau lors de leur formation

Du dioxygène était présent dans l’eau lors de leur formation

Explication

Les fers rubanés ne peuvent se former que lorsque le dioxygène oxyde le fer dissous dans l’eau. Leur présence constitue donc un indice de dioxygène océanique au moment du dépôt.

11. Pourquoi le dioxygène produit par les cyanobactéries ne s’est-il accumulé qu’après une certaine période ?

Les végétaux terrestres l’absorbaient avant la formation de l’atmosphère moderne
Les rayonnements ultraviolets le détruisaient avant son arrivée dans les océans
De grandes quantités de fer dissous le consommaient par oxydation
Une grande quantité de diazote dissous le transformait en dioxyde de carbone

De grandes quantités de fer dissous le consommaient par oxydation

Explication

Le dioxygène produit était d’abord consommé par l’oxydation des grandes réserves de fer dissous. Son accumulation n’a commencé qu’après l’épuisement progressif de ce fer.

12. Quelle contribution les cyanobactéries ont-elles apportée à l’évolution de l’atmosphère ?

Elles ont introduit une nouvelle source de dioxygène grâce à la photosynthèse
Elles ont remplacé la photosynthèse par une production de dioxyde de carbone
Elles ont supprimé une source de dioxygène en accélérant l’oxydation du fer
Elles ont directement formé la couche d’ozone sans produire de dioxygène

Elles ont introduit une nouvelle source de dioxygène grâce à la photosynthèse

Explication

Apparues il y a plus de 3,5 milliards d’années, les cyanobactéries ont produit du dioxygène grâce à la photosynthèse. L’oxydation du fer, en revanche, consommait du dioxygène.

13. Que désigne la Grande Oxydation, survenue vers 2,4 milliards d’années ?

Le début d’une forte augmentation de la quantité de dioxygène atmosphérique
La disparition du dioxygène consommé par le fer dissous des océans
Le début de la production de dioxygène par les premières cyanobactéries
La formation immédiate d’une atmosphère contenant environ 21 % de dioxygène

Le début d’une forte augmentation de la quantité de dioxygène atmosphérique

Explication

La Grande Oxydation correspond au début d’une augmentation importante du dioxygène atmosphérique vers 2,4 milliards d’années. Les cyanobactéries avaient commencé à produire du dioxygène auparavant.

14. Quelle transformation résume l’effet de la photosynthèse des cyanobactéries puis des végétaux sur l’atmosphère ?

Une atmosphère riche en dioxyde de carbone et dépourvue de dioxygène devient riche en dioxygène
Une atmosphère riche en diazote devient progressivement dépourvue de dioxygène et de dioxyde de carbone
Une atmosphère riche en dioxygène et dépourvue de dioxyde de carbone devient riche en fer dissous
Une atmosphère contenant surtout du dioxygène devient progressivement dominée par le dioxyde de carbone

Une atmosphère riche en dioxyde de carbone et dépourvue de dioxygène devient riche en dioxygène

Explication

La photosynthèse a consommé du dioxyde de carbone et produit du dioxygène, transformant progressivement l’atmosphère primitive. Cette activité a contribué à l’établissement de l’atmosphère moderne riche en dioxygène.

15. Comment les rayonnements ultraviolets participent-ils à la formation de l’ozone ?

Ils dissocient l’ozone en atomes d’oxygène, qui s’associent ensuite pour former du dioxyde de carbone
Ils transforment directement le dioxyde de carbone en ozone sans intervention du dioxygène
Ils chauffent le diazote, qui réagit ensuite avec l’eau pour produire de l’ozone
Ils dissocient le dioxygène en atomes d’oxygène, qui s’associent ensuite à d’autres molécules de dioxygène

Ils dissocient le dioxygène en atomes d’oxygène, qui s’associent ensuite à d’autres molécules de dioxygène

Explication

Les UV dissocient des molécules de dioxygène en atomes d’oxygène, lesquels s’associent à d’autres molécules de dioxygène pour former l’ozone. L’ozone absorbe ensuite une partie des UV dangereux.

16. À quelle altitude la couche d’ozone s’accumule-t-elle principalement ?

Dans l’exosphère, au-delà de 500 km d’altitude
Dans la stratosphère, entre 15 et 35 km d’altitude
Dans la troposphère, entre 0 et 5 km d’altitude
Dans la mésosphère, entre 50 et 80 km d’altitude

Dans la stratosphère, entre 15 et 35 km d’altitude

Explication

La couche d’ozone s’accumule dans la stratosphère, à une altitude comprise entre 15 et 35 km. Les autres régions atmosphériques proposées ne correspondent pas à sa zone principale d’accumulation.

17. Quels rayonnements ultraviolets l’ozone absorbe-t-il fortement ou en grande partie ?

Les UV-C et une grande partie des UV-B
Les ondes radio et une faible partie des rayons infrarouges
Les rayons infrarouges et une grande partie des UV-A
Les UV-A et une faible partie des UV-C

Les UV-C et une grande partie des UV-B

Explication

L’ozone absorbe fortement les UV-C et une grande partie des UV-B, qui sont les ultraviolets les plus énergétiques et dangereux. Les UV-A sont moins concernés par cette absorption protectrice.

18. Pourquoi l’accumulation de dioxygène a-t-elle favorisé la colonisation des continents par les êtres vivants ?

Elle a permis la formation d’une couche d’ozone qui réduisait l’exposition aux UV dangereux
Elle a rendu les continents océaniques en augmentant fortement la quantité d’eau atmosphérique
Elle a supprimé les rayonnements ultraviolets en empêchant leur production dans l’espace
Elle a transformé les rayonnements ultraviolets en dioxyde de carbone nécessaire à la photosynthèse

Elle a permis la formation d’une couche d’ozone qui réduisait l’exposition aux UV dangereux

Explication

L’accumulation de dioxygène a rendu possible la formation d’une couche d’ozone protectrice, qui a réduit l’exposition aux UV dangereux. Cette diminution de l’irradiation a facilité le développement puis la colonisation des continents.

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Quand le Système solaire s'est-il formé ?

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

À partir de quoi le Système solaire s'est-il formé ?

D'un immense nuage de gaz et de poussières appelé nébuleuse solaire.

Comment la Terre s'est-elle formée ?

Par accrétion, c'est-à-dire collisions successives et agglomération de particules.

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