QCM : Atmosphère terrestre et vie (17 questions)

Explication

L’atmosphère primitive était dominée par la vapeur d’eau, avec environ 10 % de dioxyde de carbone et 5 % de diazote. La composition actuelle est différente, car elle est majoritairement constituée de diazote et de dioxygène.

Explication

Les premières traces de vie sont datées d’au moins 3,5 milliards d’années. La date de 2,4 milliards d’années correspond plutôt au début de l’accumulation du dioxygène atmosphérique.

Explication

Le refroidissement de la surface terrestre a entraîné la liquéfaction de la vapeur d’eau atmosphérique, ce qui a permis la formation de l’hydrosphère. Le refroidissement seul ne constitue pas une nouvelle enveloppe terrestre sans cette transformation de l’eau.

Explication

La vapeur d’eau pouvait constituer jusqu’à 90 % de l’atmosphère primitive, alors que les océans occupent environ 70 % de la surface terrestre mais seulement 0,02 % de sa masse. Ces pourcentages décrivent des grandeurs différentes et ne doivent pas être confondus.

Explication

La diminution de la température et de la pression atmosphérique a permis à la vapeur d’eau de se liquéfier, ce qui a été suivi de fortes pluies et de la formation des océans. Les pluies sont donc une conséquence de la liquéfaction et non sa définition.

Explication

Après la liquéfaction de l’eau, une partie du dioxyde de carbone s’est dissoute dans les océans, ce qui a laissé le diazote devenir majoritaire dans l’atmosphère. Le dioxyde de carbone n’a donc pas été transformé en dioxygène.

Explication

L’atmosphère actuelle contient environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz. Ces derniers comprennent notamment la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone, le méthane et le protoxyde d’azote.

Explication

Les stromatolithes datant d’environ 3,8 milliards d’années attestent de la présence de cyanobactéries photosynthétiques. Ils témoignent donc d’une production biologique de dioxygène, mais son accumulation atmosphérique est intervenue plus tard.

Explication

La photosynthèse des cyanobactéries a produit du dioxygène dans les océans. À l’inverse, la respiration cellulaire consomme du dioxygène au lieu d’en produire.

Explication

Les fers rubanés marquent l’oxygénation des océans, tandis que les roches rouges et l’hématite indiquent l’oxygénation des continents. Les stromatolithes attestent plutôt la présence de cyanobactéries photosynthétiques.

Explication

Le dioxygène commence à s’accumuler dans l’atmosphère vers 2,4 milliards d’années, après l’oxygénation progressive des océans. La présence plus ancienne de cyanobactéries ne signifie donc pas que l’atmosphère était déjà riche en dioxygène.

Explication

La photosynthèse libère du dioxygène, tandis que la respiration cellulaire l’utilise comme réactif. La confusion fréquente consiste à attribuer la production de dioxygène à la respiration cellulaire, alors qu’elle en constitue un puits.

Explication

L’atmosphère ainsi que les biosphères terrestre et marine participent principalement aux échanges de dioxygène. La lithosphère peut intervenir dans ces échanges, mais son rôle est beaucoup plus faible.

Explication

La couche d’ozone se situe dans la stratosphère et sa concentration atteint un maximum vers 30 kilomètres d’altitude. L’atmosphère primitive ne disposait pas encore de cette protection.

Explication

Le rayonnement ultraviolet dissocie des molécules de dioxygène dans la stratosphère, puis cette transformation chimique contribue à former l’ozone. L’absorption des ultraviolets par l’ozone intervient ensuite dans la protection du vivant.

Explication

La couche d’ozone absorbe la totalité des UV-C et une grande partie des UV-B, limitant ainsi leurs effets mutagènes. Elle ne bloque pas tous les UV-B ni la totalité des autres catégories d’ultraviolets.

Explication

L’amincissement de la couche d’ozone laisse davantage d’ultraviolets atteindre les êtres vivants, ce qui augmente notamment les risques de mutations et de cancers de la peau. Une filtration renforcée aurait au contraire un effet protecteur.