QCM : Atmosphère terrestre et vie (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon d’atmosphère actuelle est analysé : quelle proportion de dioxyde de carbone faut-il s’attendre à y mesurer, par rapport au diazote ?

Environ 21 %, contre 78 % de diazote
Environ 0,038 %, contre 78 % de diazote
De 0 à 5 %, contre 78 % de diazote
Environ 78 %, contre 0,038 % de diazote

Environ 0,038 %, contre 78 % de diazote

Explication

L’atmosphère actuelle contient environ 0,038 % de CO₂ et 78 % de N₂. La valeur de 78 % correspond au diazote, 21 % au dioxygène et 0 à 5 % à la vapeur d’eau.

2. Dans l’eau océanique, quel enchaînement décrit le devenir du CO₂ atmosphérique dissous avant la formation de carbonate de calcium ?

Formation d’ions carbonate, puis association avec le sodium
Formation de dioxygène dissous, puis association avec le calcium
Formation d’ions calcium, puis association avec le dioxygène
Formation d’ions hydrogénocarbonate, puis association avec le calcium

Formation d’ions hydrogénocarbonate, puis association avec le calcium

Explication

Le CO₂ atmosphérique se dissout dans l’eau et forme des ions hydrogénocarbonate HCO₃⁻, qui peuvent s’associer au calcium pour donner du carbonate de calcium. Les ions carbonate, le sodium et le dioxygène ne remplacent pas cet enchaînement.

3. Au cours des 150 premiers millions d’années de la Terre, quel effet le refroidissement a-t-il eu sur la vapeur d’eau atmosphérique ?

Elle s’est liquéfiée et a contribué à former les océans
Elle s’est dissoute et a contribué à former les calcaires
Elle s’est solidifiée et a formé les premières calottes glaciaires
Elle s’est évaporée et a accru la vapeur atmosphérique

Elle s’est liquéfiée et a contribué à former les océans

Explication

Le refroidissement a entraîné la liquéfaction de la vapeur d’eau, dont l’eau liquide a formé les océans. La formation de carbonates concerne le piégeage du CO₂, et l’évaporation ou la solidification ne décrivent pas ce processus.

4. Quelle est la nature de l’atmosphère terrestre et quelle épaisseur approximative lui est attribuée ?

Une enveloppe solide de 50 à 100 km
Une enveloppe gazeuse de 5 à 10 km
Une enveloppe gazeuse de 50 à 100 km
Une enveloppe liquide de 50 à 100 km

Une enveloppe gazeuse de 50 à 100 km

Explication

L’atmosphère est l’enveloppe gazeuse de la Terre, constituée d’un mélange de gaz et épaisse d’environ 50 à 100 km. La réponse liquide confond atmosphère et hydrosphère, tandis que les autres réponses modifient sa nature ou son épaisseur.

5. Que désigne la photosynthèse dans le contexte de la production biologique du dioxygène ?

La consommation de dioxygène et de matière organique pour libérer du dioxyde de carbone et de l’eau
L’oxydation des ions ferreux océaniques par le dioxygène produit par les cyanobactéries
L’utilisation de lumière, de dioxyde de carbone et d’eau pour produire de la matière organique et libérer du dioxygène
La transformation du dioxyde de carbone dissous en carbonates qui se déposent au fond des océans

L’utilisation de lumière, de dioxyde de carbone et d’eau pour produire de la matière organique et libérer du dioxygène

Explication

La photosynthèse utilise l’énergie lumineuse, le dioxyde de carbone et l’eau pour fabriquer de la matière organique tout en libérant du dioxygène. La consommation de dioxygène et de matière organique correspond plutôt à la respiration.

6. Entre 3,7 et 2,4 milliards d’années, quel processus consommait d’abord le dioxygène produit par les cyanobactéries dans les océans ?

L’oxydation des ions ferreux dissous, suivie de la précipitation d’oxydes de fer
La formation d’ozone par réaction entre des atomes d’oxygène et du dioxygène
La dissolution du dioxyde de carbone, suivie de la précipitation de carbonates
La production de matière organique par photosynthèse dans les eaux océaniques

L’oxydation des ions ferreux dissous, suivie de la précipitation d’oxydes de fer

Explication

Le dioxygène dissous oxydait les ions ferreux Fe²⁺, formant des oxydes de fer qui s’accumulaient dans les sédiments marins. La formation d’ozone se déroule dans l’atmosphère sous l’action des UV, et non dans les océans comme premier puits de dioxygène.

7. Quel rôle l’ozone atmosphérique joue-t-il dans la protection des êtres vivants ?

Il produit le dioxygène nécessaire à la formation des océans et des continents.
Il empêche la respiration de consommer le dioxygène présent dans l’atmosphère.
Il absorbe une grande partie des UV, limitant les altérations de l’ADN et les mutations.
Il transforme le dioxyde de carbone en matière organique, alimentant les organismes photosynthétiques.

Il absorbe une grande partie des UV, limitant les altérations de l’ADN et les mutations.

Explication

En absorbant une grande partie des rayons UV, notamment les plus énergétiques, l’ozone réduit les dommages à l’ADN et favorise le développement de la vie sur les continents. La transformation du dioxyde de carbone en matière organique relève de la photosynthèse, et non du rôle de l’ozone.

8. En quoi la source actuelle de dioxygène atmosphérique diffère-t-elle de ses principaux puits ?

La photosynthèse en apporte, tandis que la respiration et les combustions en consomment.
La photosynthèse et la respiration en apportent, tandis que les combustions en consomment.
La respiration en apporte, tandis que la photosynthèse et les combustions en consomment.
Les combustions en apportent, tandis que la respiration et la photosynthèse en consomment.

La photosynthèse en apporte, tandis que la respiration et les combustions en consomment.

Explication

La photosynthèse, notamment celle des plantes et du phytoplancton, constitue le principal apport actuel de dioxygène, alors que la respiration et les combustions en sont des puits. La respiration ne constitue pas une source : elle consomme du dioxygène.

9. Quelle conséquence la transformation de l’atmosphère primitive en atmosphère actuelle a-t-elle eue sur les proportions relatives des principaux gaz ?

La proportion de H₂O et de N₂ a diminué, tandis que celle de CO₂ et de O₂ a augmenté.
La proportion de CO₂ et de O₂ a diminué, tandis que celle de H₂O et de N₂ a augmenté.
La proportion de H₂O et de CO₂ a diminué, tandis que celle de N₂ et de O₂ a augmenté.
La proportion de N₂ et de CO₂ a diminué, tandis que celle de H₂O et de O₂ a augmenté.

La proportion de H₂O et de CO₂ a diminué, tandis que celle de N₂ et de O₂ a augmenté.

Explication

Cette évolution atmosphérique se caractérise par une forte baisse de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone, ainsi que par une hausse du diazote et du dioxygène. L’idée que le CO₂ aurait augmenté est erronée, car sa proportion a fortement diminué.

10. Pour reconstituer la façon dont du carbone atmosphérique a été stocké dans la lithosphère à long terme, quelle suite de processus faut-il retenir ?

Le CO₂ se dissout dans l’océan, forme des ions hydrogénocarbonate associés au calcium, puis précipite en carbonates qui s’accumulent en roches calcaires.
Le CO₂ se combine à l’oxygène océanique, forme des oxydes de fer, puis se dépose sous forme de fers rubanés.
Le CO₂ se transforme en vapeur d’eau, se condense à la surface, puis s’accumule dans les sédiments sous forme de glace.
Le CO₂ est absorbé par les organismes marins, converti en dioxygène, puis enfoui dans la lithosphère sous forme de matière organique.

Le CO₂ se dissout dans l’océan, forme des ions hydrogénocarbonate associés au calcium, puis précipite en carbonates qui s’accumulent en roches calcaires.

Explication

La dissolution du CO₂ dans l’eau océanique permet la formation d’ions hydrogénocarbonate, qui peuvent s’associer au calcium avant de précipiter en carbonates et former des calcaires. Les fers rubanés résultent de l’oxydation du fer par le dioxygène, et non du piégeage du carbone.

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Qu’est-ce que l’atmosphère terrestre ?

L’enveloppe gazeuse de la Terre, épaisse de 50 à 100 km et constituée d’un mélange de gaz.

Comment évoluent H₂O, CO₂, N₂ et O₂ entre l’atmosphère primitive et actuelle ?

H₂O et CO₂ diminuent fortement, tandis que N₂ et O₂ augmentent fortement.

Qu’a provoqué le refroidissement de la Terre durant ses 150 premiers millions d’années ?

La liquéfaction de la vapeur d’eau et la formation des océans.

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