QCM : Atmosphère terrestre et vie (22 questions)

Explication

La lithosphère stocke le carbone dans des roches carbonatées et dans de la matière organique fossile. Le dioxyde de carbone correspond au stockage atmosphérique, tandis que la biomasse et les carbonates dissous relèvent d’autres réservoirs.

Explication

L’atmosphère actuelle est composée majoritairement de diazote, puis de dioxygène, avec environ 0,04 % de dioxyde de carbone. L’atmosphère primitive se distinguait notamment par l’absence de dioxygène, mais cela ne correspond pas à la composition actuelle.

Explication

La Terre primitive était extrêmement chaude, avec une température de quelques milliers de degrés, et son atmosphère exerçait une pression d’environ 260 atmosphères. Une pression proche de l’actuelle et des températures modérées correspondent à une situation beaucoup plus tardive.

Explication

L’atmosphère primitive s’est formée notamment grâce aux gaz libérés par le manteau lors des éruptions volcaniques et aux matériaux apportés par les météorites. La photosynthèse est apparue plus tard et ne peut donc pas expliquer cette formation initiale.

Explication

Le refroidissement progressif de la Terre a entraîné la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique et la formation de l’hydrosphère, dont les premiers océans datent d’environ 4,45 Ga. Le dioxygène et le dioxyde de carbone ne constituent pas le mécanisme principal de cette condensation.

Explication

Une fois le fer oxydé, le dioxygène diffuse d’abord dans l’océan puis dans l’atmosphère, avec un enrichissement conjoint des deux milieux. Il n’est donc pas bloqué dans les dépôts de fer ni converti immédiatement en ozone.

Explication

Vers -350 Ma, la formation de la couche d’ozone protège suffisamment la surface des ultraviolets pour rendre possible la vie en milieu continental. Les autres événements proposés correspondent à des étapes antérieures ou à d’autres processus.

Explication

Les cyanobactéries produisent du dioxygène grâce à la photosynthèse. La respiration le consomme, ce qui constitue la confusion principale à éviter.

Explication

Le rayonnement solaire dissocie une partie du dioxygène, puis un atome d’oxygène se combine avec $O_2$ pour former $O_3$. La réaction $2O_3 \rightarrow 3O_2$ correspond à la dégradation de l’ozone, et non à sa formation.

Explication

La photosynthèse produit du dioxygène et constitue donc une source, tandis que la respiration et la combustion de matière organique le consomment et constituent des puits. La confusion vient d’une inversion entre production et consommation.

Explication

Les chondrites renseignent sur les matériaux impliqués dans l’accrétion, tandis que les gaz volcaniques éclairent le dégazage terrestre, deux mécanismes liés à l’atmosphère primitive. Les fossiles et les phénomènes astronomiques proposés ne fournissent pas ces informations de manière directe.

Explication

Les vastes gisements de fer oxydé se forment à partir de -2,4 Ga, tandis que les premiers sols oxydés apparaissent vers -2 Ga. Ces deux étapes ne sont donc ni simultanées ni inversées.

Explication

La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire, ce qui protège les êtres vivants de ses effets mutagènes. Elle ne constitue pas la source principale du dioxygène et n’arrête pas le rayonnement visible.

Explication

Les combustibles fossiles résultent de transformations de matière organique qui s’étendent sur plusieurs millions d’années, bien au-delà d’une vie humaine. Leur consommation peut donc être rapide par rapport au temps nécessaire à leur formation.

Explication

Le cycle du carbone correspond aux échanges de carbone entre les différentes enveloppes de la Terre. La production de matière organique par photosynthèse constitue un processus du cycle, mais ne le définit pas à elle seule.

Explication

L’atmosphère primitive ne contenait pas de dioxygène et comprenait principalement 80 à 90 % de vapeur d’eau, 10 à 20 % de dioxyde de carbone et 1 à 3 % de diazote. La proportion de 21 % de dioxygène caractérise l’atmosphère actuelle, et non l’atmosphère primitive.

Explication

Les stromatolithes témoignent des plus anciennes formes de vie connues et résultent de l’activité d’êtres unicellulaires proches des cyanobactéries actuelles. Les considérer comme de simples roches carbonatées ignore leur dimension biologique.

Explication

La combustion excessive des combustibles fossiles libère du carbone et augmente son flux vers l’atmosphère, ce qui déséquilibre le cycle du carbone. Elle ne favorise pas la formation rapide de nouvelles réserves fossiles, dont la constitution demande des millions d’années.

Explication

Un flux de carbone mesure une masse transférée d’un réservoir à un autre par unité de temps, souvent en tonnes par an. Une quantité stockée décrit un réservoir et non un transfert au cours du temps.

Explication

Vers -500 Ma, l’atmosphère atteint environ 21 % de dioxygène, période associée à une importante diversification de la vie océanique. Cette étape est postérieure aux premiers dépôts de fer oxydé et aux premiers sols oxydés.

Explication

Le dioxygène a oxydé le fer réduit Fe2+ en Fe3+, lequel a précipité sous forme de dépôts de fer oxydé. Le processus ne correspond donc pas à une réduction du fer oxydé ni à une formation d’uraninite.

Explication

L’accrétion correspond à l’assemblage des objets cosmiques qui a formé la Terre, tandis que la différenciation a ensuite séparé les éléments lourds et légers. La différenciation ne désigne donc pas le mécanisme d’assemblage initial de la planète.