QCM : Dynamique thermique interne de la Terre — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que révèlent les anomalies de célérité observées dans le manteau par rapport au modèle PREM ?

La composition chimique du manteau est parfaitement uniforme.
La pression interne du manteau reste constante avec la profondeur.
La température interne du manteau n’est pas homogène.
La lithosphère présente une température identique à celle du manteau.

La température interne du manteau n’est pas homogène.

Explication

Les anomalies de célérité par rapport au modèle PREM indiquent que la température varie à l’intérieur du manteau. Une température homogène ne permettrait pas d’expliquer ces variations de célérité.

2. Quel phénomène explique l’hétérogénéité de la température à l’intérieur du manteau ?

Une température uniforme imposée par la surface.
Une absence d’échanges thermiques entre les différentes profondeurs.
Des transferts de chaleur au sein du manteau.
Une variation de la gravité sans transfert d’énergie.

Des transferts de chaleur au sein du manteau.

Explication

Les transferts de chaleur à l’intérieur du manteau produisent des différences de température selon les régions. L’homogénéité thermique correspondrait au contraire à une température uniforme.

3. Que mesure le gradient géothermique ?

L’augmentation de la température avec la profondeur.
La diminution de la pression entre le sous-sol et la surface.
La quantité de chaleur dégagée par une région souterraine.
La vitesse de déplacement des matériaux dans le manteau.

L’augmentation de la température avec la profondeur.

Explication

Le gradient géothermique décrit le taux d’augmentation de la température lorsqu’on s’éloigne de la surface. Le flux géothermique concerne, lui, une quantité de chaleur dégagée.

4. Une roche de la lithosphère transmet de la chaleur sans déplacement global de matière : quel mode de transfert intervient ?

La divergence, qui écarte les matériaux de part et d’autre.
La subduction, qui entraîne les matériaux vers la profondeur.
La conduction, qui transmet l’énergie sans mouvement de matière.
La convection, qui transporte l’énergie par déplacement de matière.

La conduction, qui transmet l’énergie sans mouvement de matière.

Explication

Dans la lithosphère, la conduction propage l’énergie thermique sans mouvement de matière. La convection se distingue par le déplacement de matière associé au transfert d’énergie.

5. Quelle valeur caractérise le gradient géothermique dans la lithosphère ?

Environ 3 °C tous les 100 m.
Environ 3 °C tous les 1 000 m.
Environ 1 °C tous les 100 m.
Environ 30 °C tous les 100 m.

Environ 3 °C tous les 100 m.

Explication

Dans la lithosphère, le gradient géothermique est fort et atteint environ 3 °C tous les 100 m. Une valeur de 1 °C par km caractérise plutôt le gradient faible du reste du manteau.

6. Quelle caractéristique distingue la convection mantellique de la conduction ?

Elle transfère l’énergie thermique avec un mouvement de matière.
Elle se produit uniquement dans les roches proches de la surface.
Elle correspond à une augmentation de température avec la profondeur.
Elle transfère l’énergie thermique sans déplacement de matière.

Elle transfère l’énergie thermique avec un mouvement de matière.

Explication

La convection mantellique associe le transfert d’énergie thermique à un mouvement de matière. La conduction, notamment dans la lithosphère, transmet l’énergie sans déplacement de matière.

7. Dans une cellule de convection mantellique, quel mouvement est associé à une zone de divergence ?

La remontée de matériaux froids et denses.
Le plongement de matériaux chauds et peu denses.
La remontée de matériaux chauds et peu denses.
Le plongement de matériaux froids et peu denses.

La remontée de matériaux chauds et peu denses.

Explication

Les matériaux chauds et peu denses remontent dans les zones de divergence des cellules de convection. Les matériaux froids et denses plongent plutôt dans les zones de convergence.

8. Pourquoi les dorsales sont-elles associées aux remontées de matériaux chauds ?

Elles résultent d’un transfert thermique conductif sans mouvement de matière.
Elles se situent dans des zones de convergence au-dessus des plongées froides.
Elles se situent dans des zones de divergence au-dessus de ces remontées.
Elles correspondent à des régions où la matière froide devient plus dense.

Elles se situent dans des zones de divergence au-dessus de ces remontées.

Explication

Les dorsales sont des zones de divergence situées à l’aplomb des remontées de matériaux chauds des cellules de convection. Les zones de convergence sont plutôt associées au plongement de matériaux froids.

9. Quelle grandeur correspond au flux géothermique ?

La vitesse de déplacement des plaques lithosphériques
La quantité de matière remontant depuis le manteau
La quantité de chaleur dégagée par unité de surface
La variation de température mesurée avec la profondeur

La quantité de chaleur dégagée par unité de surface

Explication

Le flux géothermique mesure la chaleur libérée à la surface du globe rapportée à une unité de surface. Le gradient géothermique décrit, quant à lui, l’évolution de la température avec la profondeur et représente donc une grandeur différente.

10. Pourquoi observe-t-on des flux géothermiques élevés près de certaines limites de plaques lithosphériques ?

Des matériaux froids s’enfoncent rapidement dans la lithosphère
La lithosphère y devient épaisse et ralentit la dissipation thermique
Des matériaux chauds remontent par convection dans le manteau
Les plaques y cessent leur déplacement relatif pendant leur fusion

Des matériaux chauds remontent par convection dans le manteau

Explication

Les remontées convectives de matériaux chauds transportent de la chaleur vers la surface et favorisent ainsi un flux géothermique élevé. L’enfoncement de matériaux froids est associé à un autre mécanisme tectonique et n’explique pas cette origine précise.

11. Quelle source contribue à l’énergie thermique interne de la Terre ?

La condensation de la vapeur d’eau atmosphérique
La réflexion de la lumière solaire par les océans
La désintégration d’éléments radioactifs
La solidification rapide des roches superficielles

La désintégration d’éléments radioactifs

Explication

La désintégration radioactive libère de l’énergie et contribue à la chaleur interne de la Terre. Les phénomènes atmosphériques ou superficiels proposés ne constituent pas la source mentionnée de cette énergie thermique.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 18 flashcards sur Dynamique thermique interne de la Terre.

Que montrent les anomalies de célérité par rapport au modèle PREM ?

La température interne du manteau n’est pas homogène.

Qu'expliquent les transferts de chaleur à l’intérieur du manteau ?

L’hétérogénéité de sa température.

Qu'est-ce que le gradient géothermique ?

Le taux d’augmentation de la température dans le sous-sol en s’éloignant de la surface.

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