QCM : Atmosphère terrestre et système climatique (22 questions)

Explication

L’accrétion d’objets cosmiques a formé la Terre il y a environ 4,55 Ga, simultanément au reste du Système solaire. La condensation concerne la formation des océans, l’érosion est un processus géologique et la photosynthèse est apparue plus tard.

Explication

L’atmosphère primitive contenait principalement de la vapeur d’eau, à environ 80 %, du dioxyde de carbone, à environ 0,2 %, et du diazote. Les autres compositions confondent les proportions ou attribuent au dioxygène une place qui ne correspond pas à cette atmosphère.

Explication

L’hydrosphère a une double origine : l’apport d’eau par les météorites et les comètes, ainsi que le dégazage de vapeur d’eau par le manteau primitif. Les autres choix substituent à l’une de ces sources les volcans actuels, la photosynthèse ou la condensation, qui correspond à une étape de formation des océans.

Explication

La cristallisation du zircon au contact de l’eau liquide indique que cette eau était présente sur Terre il y a au moins 4,4 Ga. Ce minéral ne prouve ni l’existence de la vie ni celle d’une atmosphère riche en dioxygène.

Explication

La chaleur initiale empêchait la condensation ; le refroidissement a ensuite permis à l’eau atmosphérique de se liquéfier et de former les océans. Le réchauffement maintient l’eau sous forme de vapeur, tandis que le dégazage et la précipitation des carbonates sont des processus distincts.

Explication

Les stromatolites constituent les plus anciennes traces de vie retrouvées sur Terre, datant d’environ 3,5 Ga. Les fers rubanés sont des dépôts liés à l’oxydation du fer, les organismes pluricellulaires sont apparus plus tard, et les océans ne sont pas des traces de vie.

Explication

Le dioxygène produit s’est d’abord accumulé dans les océans et a oxydé le fer, formant des dépôts de fers rubanés; une fois les océans saturés, il a diffusé dans l’atmosphère. L’option sur la diffusion initiale inverse la séquence, celle sur l’épuisement confond saturation et disparition, et celle sur des dépôts atmosphériques déplace le phénomène hors des océans.

Explication

L’atmosphère s’est progressivement enrichie en dioxygène à partir d’il y a 2,2 Ga. La date de 3,5 Ga correspond aux plus anciens stromatolites, celle de 4,4 Ga à l’apparition d’eau liquide évoquée dans le cours, et l’intervalle proposé concerne l’évolution vers la composition atmosphérique actuelle.

Explication

Dans la stratosphère, les UV dissocient des molécules de dioxygène et les atomes obtenus se recombinent pour former de l’ozone. La dissociation initiale de l’ozone inverse le mécanisme, la recombinaison de molécules intactes omet la dissociation, et la formation près du sol situe le processus à la mauvaise altitude.

Explication

La couche d’ozone absorbe la totalité des UVC et une grande partie des UVB, alors que les UVA atteignent le sol. L’idée que les UVC traversent confond leur devenir avec celui des UVA; l’absorption complète des UVB exagère leur filtrage, et l’absorption des UVA inverse leur comportement.

Explication

Les UV qui pénètrent dans les cellules cutanées peuvent provoquer des mutations de l’ADN et contribuer à l’apparition de cancers. La réparation sans mutation nie le risque mutagène, l’irritation seule réduit à tort les effets aux symptômes superficiels, et la concentration sanguine en dioxygène ne correspond pas au mécanisme décrit.

Explication

Le système climatique comprend les cinq composantes énumérées dans la réponse : atmosphère, hydrosphère, cryosphère, biosphère et lithosphère, en interaction avec le rayonnement solaire et les activités humaines. Les précipitations et les vents sont des phénomènes atmosphériques, les nuages ne remplacent pas la biosphère, et le rayonnement terrestre ne remplace pas la lithosphère.

Explication

L’évolution du système climatique résulte de facteurs naturels et d’interactions entre ses composantes, à différentes échelles spatiales et temporelles. Une échelle unique, l’absence d’interactions ou une cause unique réduisent à tort cette complexité.

Explication

La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques et mesure notamment la température, la pression, l’humidité, les précipitations, la nébulosité et les vents. Les moyennes sur plusieurs décennies et les évolutions géologiques relèvent de la climatologie, tandis que le niveau marin et les glaciers sont des indicateurs du climat.

Explication

La climatologie étudie les variations du climat local ou global sur de longues périodes, notamment les décennies, les siècles et les périodes géologiques. La météorologie et les prévisions portent sur les phénomènes atmosphériques à court terme, tandis qu’une mesure isolée ne constitue pas une étude des variations climatiques.

Explication

Le climat d’une région se définit à partir de moyennes de mesures atmosphériques établies sur une durée minimale de trente ans. Une prévision météorologique porte sur quelques jours ou semaines, une durée de vingt ans ne satisfait pas le seuil, et la continuité des relevés ne supprime pas l’exigence de durée.

Explication

La température moyenne de surface de la Terre est l’indicateur principal du climat global. Le niveau marin, l’étendue des glaces et l’épaisseur du pergélisol sont des indicateurs complémentaires.

Explication

Le pergélisol est une couche de sol qui reste gelée toute l’année pendant au moins deux années consécutives. Un gel hivernal saisonnier ne satisfait pas cette définition, et un glacier est une masse de glace plutôt qu’un sol gelé.

Explication

Les types de végétation dépendent des conditions climatiques ; comparer des associations végétales fossilisées permet donc de déduire le climat passé. La profondeur seule ne caractérise pas ce climat, et l’interprétation repose sur l’association plutôt que sur une espèce isolée.

Explication

Les toundras arctiques et alpines sont associées aux froids hivernaux extrêmes, à un été très court et à des sols gelés une grande partie de l’année. Les forêts de conifères connaissent aussi des hivers froids, mais leurs critères caractéristiques ne comprennent pas cette association de sols gelés et d’été très court.

Explication

L’acidification favorise la dissolution des carbonates de calcium. La précipitation correspond au processus inverse, tandis que la formation et l’oxydation ne sont pas l’effet indiqué.

Explication

Dans la réaction $6\,CO_2 + 6\,H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$, six molécules de dioxygène sont produites. Une molécule de dioxygène omet le coefficient, le glucose est un autre produit et l’eau est un réactif.