QCM : Atmosphère terrestre et vie — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel phénomène a permis la formation de l’hydrosphère à partir de l’atmosphère primitive ?

La migration des éléments lourds a directement produit les océans terrestres
La photosynthèse des premiers organismes a transformé le dioxyde de carbone en eau
Le réchauffement de la surface terrestre a condensé les gaz atmosphériques
Le refroidissement de la surface terrestre a liquéfié la vapeur d’eau

Le refroidissement de la surface terrestre a liquéfié la vapeur d’eau

Explication

En se refroidissant, la surface terrestre a provoqué la liquéfaction de la vapeur d’eau atmosphérique, ce qui a permis la formation de l’hydrosphère. Le réchauffement favorise au contraire la vaporisation de l’eau.

2. Quelles sont les proportions principales des gaz de l’atmosphère actuelle ?

Environ 78 % de N₂, 21 % de O₂ et des traces d’autres gaz
Environ 60 % de O₂, 30 % de N₂ et 10 % de vapeur d’eau
Environ 85 % de H₂O, 10 à 15 % de CO₂ et 1 à 3 % de N₂
Environ 50 % de N₂, forty % de O₂ et 10 % de CO₂

Environ 78 % de N₂, 21 % de O₂ et des traces d’autres gaz

Explication

L’atmosphère actuelle contient approximativement 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, auxquels s’ajoutent des traces d’autres gaz. La forte proportion de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone correspond à l’atmosphère primitive, pas à la composition actuelle.

3. Quel est le rôle principal de la respiration cellulaire dans une cellule ?

Produire de la matière organique à partir de substances minérales
Transformer le glucose afin de libérer une énergie directement utilisable
Absorber une partie des rayonnements ultraviolets solaires
Dissocier le dioxygène stratosphérique sous l’effet des ultraviolets

Transformer le glucose afin de libérer une énergie directement utilisable

Explication

La respiration cellulaire transforme le glucose et libère une énergie directement disponible pour les cellules. La production de matière organique à partir de matière minérale relève de la photosynthèse, et non de la respiration.

4. Quelle caractéristique décrit correctement la couche d’ozone ?

Elle se trouve dans les océans et bloque les mutations provoquées dans l’ADN
Elle se concentre vers 30 km d’altitude et transforme les UV en dioxygène respirable
Sa concentration maximale se situe près du sol et elle émet la majorité des UV solaires
Sa concentration maximale se situe vers 30 km d’altitude et elle absorbe une partie des UV solaires

Sa concentration maximale se situe vers 30 km d’altitude et elle absorbe une partie des UV solaires

Explication

La couche d’ozone atteint sa concentration maximale à environ 30 km d’altitude et absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire. Les mutations de l’ADN sont provoquées par certains UV, et non directement empêchées par une couche située dans les océans.

5. Quels processus expliquent principalement la circulation actuelle du dioxygène dans la biosphère ?

La formation de l’ozone le produit, tandis que la photosynthèse le stocke dans le glucose
La respiration le produit, tandis que la photosynthèse et les combustions le consomment
Les combustions le produisent, tandis que la respiration le transforme en ozone
La photosynthèse le produit, tandis que la respiration et les combustions le consomment

La photosynthèse le produit, tandis que la respiration et les combustions le consomment

Explication

Aujourd’hui, les organismes photosynthétiques produisent le dioxygène, alors que la respiration de tous les organismes et les combustions le consomment. La respiration ne produit donc pas le dioxygène et la photosynthèse ne constitue pas un processus de consommation de ce gaz.

6. Quelle estimation correspond à la composition de l’atmosphère primitive ?

Environ 78 % de N₂, 21 % de O₂ et moins de 1 % de CO₂
Environ 50 % de CO₂, 30 % de H₂O et 20 % de N₂
Environ 85 % de H₂O, 10 à 15 % de CO₂ et 1 à 3 % de N₂
Environ 85 % de N₂, 10 à 15 % de O₂ et 1 à 3 % de H₂O

Environ 85 % de H₂O, 10 à 15 % de CO₂ et 1 à 3 % de N₂

Explication

Les estimations indiquent environ 85 % de vapeur d’eau, 10 à 15 % de dioxyde de carbone et 1 à 3 % de diazote. La proportion élevée de diazote et la présence de dioxygène caractérisent plutôt l’atmosphère actuelle.

7. Comment la photosynthèse a-t-elle progressivement contribué à l’accumulation du dioxygène atmosphérique ?

Le dioxygène produit a transformé directement le diazote atmosphérique avant de rejoindre les océans
Le dioxygène produit s’est immédiatement accumulé dans l’atmosphère avant toute réaction océanique
Le dioxygène produit a d’abord été consommé par les nuages, puis libéré après évaporation des océans
Le dioxygène produit a d’abord oxydé Fe²⁺ dans l’océan, puis s’est accumulé après saturation des océans

Le dioxygène produit a d’abord oxydé Fe²⁺ dans l’océan, puis s’est accumulé après saturation des océans

Explication

Le dioxygène libéré par la photosynthèse s’est d’abord dissous dans l’océan et a oxydé des composés réduits comme Fe²⁺. Il a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère lorsque les océans ont été saturés par ces réactions d’oxydation.

8. Quels organismes correspondent aux premières traces de vie datées d’au moins 3,5 milliards d’années ?

Des champignons unicellulaires capables de fermenter la matière organique
Des cyanobactéries capables de réaliser la photosynthèse
Des animaux marins capables de respirer avec des branchies
Des végétaux terrestres capables d’absorber le dioxygène atmosphérique

Des cyanobactéries capables de réaliser la photosynthèse

Explication

Les premières traces de vie connues correspondent à des cyanobactéries capables de photosynthèse. La respiration est un processus métabolique distinct et ne constitue pas le mécanisme attribué ici à ces organismes.

9. Quel processus explique la formation des enveloppes concentriques de la Terre, dont l’atmosphère primitive ?

La photosynthèse ayant produit des gaz légers en surface
La fusion des roches superficielles sous l’effet du rayonnement solaire
L’accrétion suivie d’une migration des éléments selon leur densité
La condensation progressive des océans autour d’un noyau solide

L’accrétion suivie d’une migration des éléments selon leur densité

Explication

La Terre s’est formée par accrétion, puis les éléments lourds ont migré vers le centre tandis que les éléments légers se plaçaient vers la périphérie. La condensation des océans concerne une étape ultérieure liée au refroidissement, et non la différenciation initiale de la planète.

10. Comment le rayonnement ultraviolet solaire contribue-t-il à la formation de l’ozone stratosphérique ?

Il empêche la dissociation du dioxygène et maintient l’ozone déjà présent
Il dissocie l’ozone stratosphérique, ce qui produit le dioxygène atmosphérique
Il transforme directement l’azote stratosphérique en ozone sous l’action de la lumière
Il dissocie le dioxygène stratosphérique, ce qui initie la transformation menant à l’ozone

Il dissocie le dioxygène stratosphérique, ce qui initie la transformation menant à l’ozone

Explication

Le rayonnement ultraviolet solaire dissocie le dioxygène stratosphérique et déclenche une transformation chimique aboutissant à l’ozone. Le dioxygène est donc le précurseur de l’ozone, tandis que l’ozone est le produit formé.

11. À quelles étapes temporelles l’accumulation atmosphérique du dioxygène et l’atteinte de sa concentration actuelle sont-elles associées ?

L’accumulation a commencé vers 500 millions d’années et la concentration actuelle a été atteinte vers 2,4 milliards d’années
L’accumulation a commencé vers 4,6 milliards d’années et la concentration actuelle a été atteinte il y a environ 3,5 milliards d’années
L’accumulation a commencé vers 3,5 milliards d’années et la concentration actuelle a été atteinte dès la formation des premiers océans
L’accumulation a commencé vers 2,4 milliards d’années et la concentration actuelle a été atteinte il y a environ 500 millions d’années

L’accumulation a commencé vers 2,4 milliards d’années et la concentration actuelle a été atteinte il y a environ 500 millions d’années

Explication

Le dioxygène a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère vers 2,4 milliards d’années, puis sa concentration actuelle a été atteinte il y a environ 500 millions d’années. Les autres propositions déplacent ces repères ou les associent à la formation de la Terre et aux premières traces de vie.

12. Que révèle un zircon australien âgé de 4,4 milliards d’années sur l’histoire de l’eau terrestre ?

Il indique que les océans se sont formés après l’apparition du dioxygène
Il prouve que l’eau terrestre était alors présente sous forme de vapeur
Il montre que l’eau provenait principalement de la photosynthèse des cyanobactéries
Il atteste la présence d’eau liquide à une époque très ancienne

Il atteste la présence d’eau liquide à une époque très ancienne

Explication

Ce zircon s’est formé dans des magmas riches en eau et témoigne donc d’une liquéfaction très précoce de l’eau terrestre. La vapeur d’eau appartenait à l’atmosphère primitive, mais le zircon apporte ici un indice de la présence d’eau liquide.

13. Quel changement s’est produit pour la vie après la formation de la couche d’ozone ?

La vie s’est concentrée dans les océans, devenus les seuls milieux protégés des UV
La vie en milieu continental a connu un essor grâce à une meilleure protection contre les UV
La vie a quitté les océans, car la couche d’ozone y a supprimé la photosynthèse
La vie continentale a régressé, car la couche d’ozone a augmenté l’exposition aux UV

La vie en milieu continental a connu un essor grâce à une meilleure protection contre les UV

Explication

La formation de la couche d’ozone a réduit l’exposition aux rayonnements ultraviolets à la surface, permettant l’essor de la vie continentale. Elle n’a pas rendu les océans inhabitables ni supprimé la photosynthèse aquatique.

14. Pourquoi la vie était-elle surtout présente dans les océans avant la formation de la couche d’ozone ?

Les océans empêchaient les combustions et fournissaient toute l’énergie nécessaire aux cellules
L’eau transformait les rayonnements ultraviolets en matière organique utilisable par les animaux
L’eau absorbait une partie du rayonnement ultraviolet, offrant une protection aux organismes aquatiques
L’eau produisait du dioxygène en remplaçant la photosynthèse des organismes marins

L’eau absorbait une partie du rayonnement ultraviolet, offrant une protection aux organismes aquatiques

Explication

Avant la formation de la couche d’ozone, l’eau absorbait une partie des rayonnements ultraviolets, ce qui rendait les océans plus favorables à la vie. Elle ne remplaçait pas la photosynthèse et ne transformait pas les UV en matière organique.

15. Quelle transformation caractérise la photosynthèse ?

La consommation de matière organique pour alimenter les combustions cellulaires
La production de matière organique à partir de matière minérale grâce à l’énergie lumineuse
La conversion de l’ozone atmosphérique en dioxygène sous l’action de la lumière
La dégradation du glucose afin de rendre son énergie disponible pour les cellules

La production de matière organique à partir de matière minérale grâce à l’énergie lumineuse

Explication

La photosynthèse utilise l’énergie lumineuse pour fabriquer de la matière organique à partir de matière minérale. La dégradation du glucose avec libération d’énergie correspond à la respiration cellulaire, et non à la photosynthèse.

16. Quelle caractéristique distinguait principalement l’atmosphère primitive de l’atmosphère actuelle vers 4,6 milliards d’années ?

Elle renfermait du diazote et du dioxygène dans des proportions proches de celles d’aujourd’hui
Elle contenait de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et du diazote, sans dioxygène
Elle était composée principalement de méthane, de dioxygène et de vapeur d’eau
Elle contenait surtout du dioxygène, du diazote et des traces de vapeur d’eau

Elle contenait de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et du diazote, sans dioxygène

Explication

L’atmosphère primitive était dominée par la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et le diazote, et ne contenait pas de dioxygène. La composition actuelle est au contraire dominée par le diazote et le dioxygène.

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Comment s'est formée la Terre selon l'accrétion ?

La Terre s'est formée par accrétion de divers objets cosmiques.

Que se passe-t-il avec les éléments lourds et légers lors de la formation terrestre ?

Les éléments lourds migrent vers le centre et les légers vers la périphérie.

Qu'a formé la migration des éléments lourds et légers dans la Terre primitive ?

Des enveloppes concentriques dont l'atmosphère primitive.

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