QCM : Atmosphère terrestre et évolution de la vie (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel processus a principalement contribué à la formation de l’atmosphère primitive au début de l’histoire de la Terre ?

La condensation des gaz interstellaires, accompagnée d’une émission de dioxygène par les roches
La photosynthèse des premiers organismes, accompagnée d’une absorption de dioxyde de carbone
Le dégazage du manteau lors d’éruptions volcaniques, accompagné d’apports météoritiques
L’évaporation des océans après leur formation, accompagnée d’apports de poussières cosmiques

Le dégazage du manteau lors d’éruptions volcaniques, accompagné d’apports météoritiques

Explication

Le dégazage du manteau lors d’éruptions volcaniques importantes, ainsi que les apports météoritiques, ont contribué à former l’atmosphère primitive. La photosynthèse a joué un rôle dans l’oxygénation ultérieure, et non dans ce processus initial de formation.

2. Quelle composition caractérisait l’atmosphère primitive issue des dégazages et des apports de météorites et de comètes ?

80 % de diazote, 16 % d’eau et 4 % de dioxyde de carbone
80 % d’eau, 16 % de dioxyde de carbone et 4 % de diazote
80 % de dioxyde de carbone, 16 % de diazote et 4 % de dioxygène
78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces de vapeur d’eau

80 % d’eau, 16 % de dioxyde de carbone et 4 % de diazote

Explication

L’atmosphère primitive était composée principalement de vapeur d’eau, à hauteur de 80 %, puis de dioxyde de carbone et de diazote. La proportion élevée de diazote et la présence importante de dioxygène correspondent davantage à l’atmosphère actuelle.

3. Comment le refroidissement de la Terre a-t-il favorisé la formation des océans ?

Il a provoqué la solidification de la vapeur d’eau en glace, puis sa fonte sous l’effet des éruptions
Il a permis à la vapeur d’eau de se liquéfier dans les conditions de surface, puis à l’eau de s’accumuler
Il a entraîné l’absorption de l’eau par le manteau, puis sa remontée sous forme de sources océaniques
Il a transformé le dioxyde de carbone atmosphérique en eau liquide, puis l’a concentrée dans les bassins

Il a permis à la vapeur d’eau de se liquéfier dans les conditions de surface, puis à l’eau de s’accumuler

Explication

En refroidissant, la Terre a atteint des conditions de pression et de température de surface permettant la liquéfaction de la vapeur d’eau et l’accumulation d’eau à l’origine des océans. La solidification en glace suivie d’une fonte ne décrit pas le mécanisme indiqué.

4. Quel effet la photosynthèse des cyanobactéries fossiles datant de 3,5 Ga avait-elle sur leur environnement ?

Elle consommait du dioxyde de carbone et du dioxygène, puis rejetait de l’eau et du diazote
Elle consommait du dioxyde de carbone et de l’eau, puis rejetait du dioxygène et des glucides
Elle consommait du diazote et de l’eau, puis rejetait du dioxygène et des oxydes de fer
Elle consommait du dioxygène et des glucides, puis rejetait du dioxyde de carbone et de l’eau

Elle consommait du dioxyde de carbone et de l’eau, puis rejetait du dioxygène et des glucides

Explication

La photosynthèse de ces cyanobactéries consommait du dioxyde de carbone et de l’eau et produisait du dioxygène et des glucides. Le dioxygène était un produit du processus, et non une substance consommée.

5. En milieu marin, quelle réaction conduit à la formation des fers rubanés ?

Le dioxygène réagit avec les ions Fe³⁺, formant des ions Fe²⁺ solubles qui restent dans l’eau
Le diazote réagit avec les ions Fe³⁺, formant des oxydes de fer qui se dissolvent dans l’eau
Le dioxygène réagit avec les ions Fe²⁺, formant des oxydes de fer Fe³⁺ qui précipitent
Le dioxyde de carbone réagit avec les ions Fe²⁺, formant des carbonates de fer qui s’évaporent

Le dioxygène réagit avec les ions Fe²⁺, formant des oxydes de fer Fe³⁺ qui précipitent

Explication

Le dioxygène oxyde les ions Fe²⁺ en oxydes de fer Fe³⁺ rouge brique, lesquels précipitent et constituent les fers rubanés. La réaction mettant en jeu des ions Fe³⁺ et produisant des ions Fe²⁺ décrit une transformation dans le sens opposé.

6. À partir de quelle période les paléosols rouges témoignent-ils de la présence de dioxygène en milieu continental ?

À partir de 3,5 Ga, lorsque le dioxygène oxydait le dioxyde de carbone des océans
À partir de 2 Ga, lorsque les ions Fe³⁺ se réduisaient en ions Fe²⁺ dans les sols
À partir de 2 Ga, lorsque le dioxygène permettait l’oxydation des ions Fe²⁺
À partir de 3,5 Ga, lorsque les fers rubanés indiquaient l’oxygénation des continents

À partir de 2 Ga, lorsque le dioxygène permettait l’oxydation des ions Fe²⁺

Explication

Les paléosols rouges apparaissent comme témoins d’un milieu continental oxygéné à partir de 2 Ga, car le dioxygène permet l’oxydation des ions Fe²⁺ en oxydes de fer Fe³⁺. Les fers rubanés témoignent plutôt de l’oxygénation en milieu marin.

7. Quel effet une exposition importante et non contrôlée aux rayons UV peut-elle avoir sur les cellules vivantes ?

Elle peut entraîner une multiplication importante des cellules vivantes
Elle peut transformer les cellules vivantes en oxydes de fer
Elle peut augmenter leur production de glucides par photosynthèse
Elle peut entraîner une perte importante de cellules vivantes

Elle peut entraîner une perte importante de cellules vivantes

Explication

Une exposition importante et non contrôlée aux UV peut entraîner une perte importante de cellules vivantes. Une augmentation de la multiplication cellulaire n’est pas l’effet décrit pour cette exposition.

8. Lors d’une exposition aux UV, quelle évolution du nombre de cellules bactériennes observées est attendue entre 5 h et 48 h ?

Il diminue d’environ 90 à environ 25, en unités de mL⁻¹ × 10⁵
Il augmente d’environ 25 à environ 90, en unités de mL⁻¹ × 10⁵
Il diminue d’environ 90 à environ 25, en unités de mL⁻¹ × 10⁶
Il reste proche de 90, puis augmente jusqu’à environ 125, en unités de mL⁻¹ × 10⁵

Il diminue d’environ 90 à environ 25, en unités de mL⁻¹ × 10⁵

Explication

Le nombre observé passe d’environ 90 après 5 h à environ 25 après 48 h, ce qui correspond à une diminution au cours de l’exposition. L’évolution inverse suggérerait une hausse, contrairement aux valeurs indiquées.

9. Quel ordre de grandeur caractérise les flux annuels de carbone associés à la respiration et à la photosynthèse, qui contribuent à l’équilibre du cycle ?

Environ 1 000 GtC/an
Environ 10 GtC/an
Environ 100 GtC/an
Environ 90 GtC/an

Environ 100 GtC/an

Explication

La respiration et la photosynthèse constituent des flux rapides entre deux réservoirs, d’environ 100 GtC par an. Le chiffre de 90 GtC par an caractérise plutôt la dissolution et le dégazage.

10. Dans le cycle du carbone, quel processus transfère du carbone vers un réservoir tandis que l’autre le relâche vers l’atmosphère ?

La photosynthèse transfère le carbone vers un réservoir et la respiration le relâche vers l’atmosphère.
La dissolution transfère le carbone vers un réservoir et le dégazage le relâche vers l’atmosphère.
La respiration transfère le carbone vers un réservoir et la photosynthèse le relâche vers l’atmosphère.
Le dégazage transfère le carbone vers un réservoir et la dissolution le relâche vers l’atmosphère.

La dissolution transfère le carbone vers un réservoir et le dégazage le relâche vers l’atmosphère.

Explication

La dissolution et le dégazage sont des flux rapides d’environ 90 GtC par an : la dissolution transfère le carbone vers un réservoir, tandis que le dégazage le relâche vers l’atmosphère. La photosynthèse et la respiration forment une autre paire de flux et ne décrivent pas cette distinction.

11. Comment les végétaux chlorophylliens et l’enfouissement contribuent-ils au stockage du carbone ?

Le dégazage stocke du dioxyde de carbone dans les végétaux, et l’enfouissement le renvoie vers l’atmosphère.
La photosynthèse libère du dioxyde de carbone par les végétaux, et l’enfouissement réduit son absorption.
La photosynthèse stocke du dioxyde de carbone dans les végétaux, et l’enfouissement aide à conserver ce carbone.
La respiration stocke du dioxyde de carbone dans les végétaux, et l’enfouissement le transforme en émission atmosphérique.

La photosynthèse stocke du dioxyde de carbone dans les végétaux, et l’enfouissement aide à conserver ce carbone.

Explication

Par photosynthèse, les végétaux chlorophylliens stockent du dioxyde de carbone et agissent comme des puits de carbone; l’enfouissement permet de préserver ce carbone. La respiration, contrairement à la photosynthèse, relâche du carbone.

12. Quelles activités humaines sont des sources d’émission de carbone à court terme vers l’atmosphère ?

La dissolution du carbone et la croissance des végétaux chlorophylliens.
La photosynthèse des végétaux et l’enfouissement de matière organique.
Le dégazage naturel et l’absorption de carbone par les océans.
La combustion du pétrole, du charbon et du gaz, ainsi que la déforestation.

La combustion du pétrole, du charbon et du gaz, ainsi que la déforestation.

Explication

La combustion des combustibles fossiles et la déforestation émettent du carbone vers l’atmosphère à court terme. La photosynthèse et l’enfouissement contribuent plutôt au stockage ou à la conservation du carbone.

13. Que se passe-t-il lorsque les émissions de carbone dépassent la quantité absorbée ?

Les flux restent équilibrés et la quantité de carbone demeure stable.
Les flux se déséquilibrent et la quantité de carbone augmente.
Les flux restent équilibrés et la quantité de carbone diminue.
Les flux se déséquilibrent et la quantité de carbone diminue.

Les flux se déséquilibrent et la quantité de carbone augmente.

Explication

Quand les émissions dépassent l’absorption, les flux ne sont plus équilibrés et la quantité de carbone augmente. Une quantité stable correspondrait plutôt à des émissions compensées par l’absorption.

Révisez avec les flashcards

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Comment l’atmosphère primitive s’est-elle formée ?

Par le dégazage du manteau lors d’éruptions volcaniques et par des apports météoritiques.

Quand le dégazage du manteau a-t-il formé l’atmosphère primitive ?

Pendant les 150 premiers millions d’années de l’histoire de la Terre.

Quelles proportions composent l’atmosphère primitive ?

80 % d’eau, 16 % de dioxyde de carbone et 4 % de diazote.

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