QCM : Évolution de l’atmosphère terrestre (16 questions)

Question 1

1. Sur une jeune Terre, la température de l’atmosphère passe de plus de 1 500 °C à 100 °C. Quelle conséquence ce refroidissement a-t-il eue pour l’eau atmosphérique ?

L’eau liquide s’est vaporisée, empêchant la formation des premiers océans

Le diazote s’est solidifié, contribuant à former les premiers océans

Le dioxyde de carbone s’est liquéfié, contribuant à former les premiers océans

La vapeur d’eau s’est liquéfiée, contribuant à former les premiers océans

Explication

Le refroidissement jusqu’à 100 °C a permis la liquéfaction de la vapeur d’eau et la formation des premiers océans. La condensation du CO₂ confond le gaz concerné, tandis que la vaporisation inverse le changement d’état de l’eau.

Answer

La vapeur d’eau s’est liquéfiée, contribuant à former les premiers océans

Question 2

2. Une analyse des gaz libérés par des chondrites chauffées sert à estimer la composition de l’atmosphère primitive. Quelle répartition doit-on retrouver approximativement ?

5 % de H₂O, 15 % de CO₂ et 80 % de N₂

80 % de H₂O, 5 % de CO₂ et 15 % de N₂

80 % de H₂O, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂

15 % de H₂O, 80 % de CO₂ et 5 % de N₂

Explication

Les gaz libérés par les chondrites indiquent une atmosphère primitive composée d’environ 80 % de vapeur d’eau, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂. Les réponses qui donnent 80 % au CO₂, 15 % au N₂ ou 80 % au N₂ permutent les proportions des gaz.

Answer

80 % de H₂O, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂

Question 3

3. Un observatoire mesure le rayonnement ultraviolet qui atteint le sol sous une couche d’ozone intacte. Quelle répartition des UV est attendue ?

UVC totalement filtrés, UVB filtrés à 90 % et UVA partiellement filtrés

UVC totalement filtrés, UVB partiellement filtrés et UVA filtrés à 90 %

UVC partiellement filtrés, UVB filtrés à 90 % et UVA totalement filtrés

UVC filtrés à 90 %, UVB totalement filtrés et UVA partiellement filtrés

Explication

La couche d’ozone filtre totalement les UVC, environ 90 % des UVB et seulement une partie des UVA. La réponse « UVC à 90 % et UVB totalement » confond les deux premiers types d’UV; « UVB partiellement et UVA à 90 % » inverse les degrés de filtration; « UVC partiellement et UVA totalement » attribue à ces bandes le filtrage de l’autre.

Answer

UVC totalement filtrés, UVB filtrés à 90 % et UVA partiellement filtrés

Question 4

4. Un rayonnement incident comporte des longueurs d’onde de 255 nm et de 340 nm. À laquelle l’ozone l’absorbe-t-il le plus efficacement ?

À 255 nm, où l’absorption est maximale.

À 300 nm, où l’absorption est maximale.

À 340 nm, où l’absorption est maximale.

À 360 nm, où l’absorption est maximale.

Explication

L’ozone absorbe les rayonnements de 200 à 300 nm avec une efficacité maximale à 255 nm. À 340 nm, comme dans la bande 300–360 nm, l’absorption est plus faible.

Answer

À 255 nm, où l’absorption est maximale.

Question 5

5. Des cyanobactéries réalisent la photosynthèse en consommant du CO₂ et de l’eau. Quelle équation décrit la transformation, avec les coefficients stœchiométriques corrects ?

6\,CO_2 + 6\,H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2

6\,O_2 + 6\,H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,CO_2

6\,CO_2 + 6\,H_2O \rightarrow CaCO_3 + 6\,O_2

6\,CO_2 + H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2

Explication

La photosynthèse des cyanobactéries transforme six molécules de CO₂ et six molécules d’eau en matière organique et six molécules de dioxygène. L’équation inversée confond réactifs et produits, le coefficient de l’eau doit être six et le produit carboné est organique, pas du CaCO₃.

Answer

$$6\,CO_2 + 6\,H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$$

Question 6

6. Lors des changements de composition de l’atmosphère primitive décrits, quel devenir a connu le diazote ?

Il a été consommé pour former l’ozone.

Il a rejoint la lithosphère.

Il n’a subi aucun transfert.

Il a rejoint l’hydrosphère.

Explication

Le diazote n’a subi aucun transfert au cours des changements considérés. Le transfert vers l’hydrosphère concerne l’eau, celui vers la lithosphère concerne notamment le dioxyde de carbone, et l’ozone se forme à partir du dioxygène.

Answer

Il n’a subi aucun transfert.

Question 7

7. Dans un bassin océanique, des ions Ca²⁺ réagissent avec des ions HCO₃⁻ et un solide se dépose au fond. Quel est ce solide et quel effet a ce dépôt sur le carbone atmosphérique ancien ?

Des oxydes de fer, qui piègent le CO₂ dans les océans

Des ions hydrogénocarbonate, qui maintiennent le carbone dissous

Des ions calcium, qui libèrent du CO₂ vers l’atmosphère

Du carbonate de calcium, qui piège du CO₂ anciennement atmosphérique

Explication

Les ions Ca²⁺ et HCO₃⁻ forment du carbonate de calcium, qui précipite au fond de l’océan et piège du CO₂ anciennement atmosphérique. Les hydrogénocarbonates sont les ions dissous, les oxydes de fer appartiennent aux fers rubanés et le calcium est un réactif.

Answer

Du carbonate de calcium, qui piège du CO₂ anciennement atmosphérique

Question 8

8. Pourquoi la couche d’ozone réduit-elle les mutations chez les organismes vivants terrestres ?

Elle transforme les UV arrivant au sol en matière organique qui protège les cellules.

Elle absorbe les UV dans les océans et empêche leur transfert vers les continents.

Elle augmente la réparation de l’ADN après que les UV ont atteint les organismes.

Elle filtre une partie des UV qui atteindraient la surface et limitent ainsi les dommages mutagènes.

Explication

En filtrant une partie des UV avant qu’ils n’atteignent la surface terrestre, la couche d’ozone limite les mutations chez les organismes. La réparation de l’ADN, la transformation des UV en matière organique et leur absorption dans les océans ne sont pas le mécanisme indiqué.

Answer

Elle filtre une partie des UV qui atteindraient la surface et limitent ainsi les dommages mutagènes.

Question 9

9. Dans un scénario où l’eau et le dioxyde de carbone, représentant ensemble 95 % des gaz primitifs, sont transférés hors de l’atmosphère vers l’hydrosphère et la lithosphère, quelle conséquence en découle pour le diazote ?

Le dioxygène devient le gaz majoritaire de l’atmosphère.

Il est produit en grande quantité dans l’hydrosphère.

Il devient majoritaire dans l’atmosphère restante.

La quantité totale d’atmosphère augmente fortement.

Explication

Le transfert de l’eau et du dioxyde de carbone retire de l’atmosphère les gaz qui en constituaient ensemble 95 %, rendant le diazote majoritaire sans qu’il ait été produit. La conséquence n’est ni une hausse de la quantité totale d’atmosphère ni une majorité de dioxygène.

Answer

Il devient majoritaire dans l’atmosphère restante.

Question 10

10. Des géologues trouvent des dépôts océaniques datés de −3,8 Ga et constitués d’oxydes de fer. Quelle conclusion ces fers rubanés permettent-ils de tirer ?

Le dioxygène s’accumulait déjà dans l’atmosphère à −3,8 Ga

Les stromatolithes fossiles datent de −3,8 Ga

Du dioxygène était présent dans les océans à −3,8 Ga

Des sols rouges se formaient sur les continents à −3,8 Ga

Explication

Les fers rubanés océaniques, faits d’oxydes de fer et datés de −3,8 Ga, indiquent que du dioxygène était présent dans les océans. Leur présence ne prouve pas encore une accumulation atmosphérique; les sols rouges apparaissent vers 2 Ga et les stromatolithes fossiles sont datés de −3,4 Ga.

Answer

Du dioxygène était présent dans les océans à −3,8 Ga

Question 11

11. Pour estimer la composition de l’atmosphère primitive à partir de météorites primitives, quelle démarche permet d’obtenir les gaz à analyser ?

Refroidir les chondrites, puis mesurer les gaz condensés par spectrométrie de masse

Dissoudre les chondrites dans l’eau, puis analyser les ions par spectrométrie de masse

Broyer les chondrites, puis analyser les minéraux solides par spectrométrie de masse

Chauffer les chondrites, puis analyser les gaz libérés par spectrométrie de masse

Explication

Le chauffage des chondrites provoque un dégazage, et la composition des gaz libérés peut être analysée par spectrométrie de masse. L’analyse sans chauffage néglige le dégazage, tandis que la dissolution ou le broyage portent sur des produits différents.

Answer

Chauffer les chondrites, puis analyser les gaz libérés par spectrométrie de masse

Question 12

12. Dans une reconstitution de l’évolution de la Terre, les océans sont saturés en dioxygène vers −2 Ga. Quelle séquence d’accumulation du dioxygène est cohérente avec cette évolution ?

Accumulation simultanée dans les océans et l’atmosphère dès −3,8 Ga

Accumulation dans les océans jusqu’à −2 Ga, puis arrêt de l’accumulation

Accumulation d’abord dans l’atmosphère de −3,8 à −2 Ga, puis dans les océans

Accumulation d’abord dans les océans de −3,8 à −2 Ga, puis dans l’atmosphère

Explication

Le dioxygène produit par les cyanobactéries s’est d’abord accumulé dans les océans, de −3,8 à −2 Ga; après leur saturation, il a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère. L’accumulation atmosphérique ne précède pas la saturation des océans et ne s’arrête pas ensuite.

Answer

Accumulation d’abord dans les océans de −3,8 à −2 Ga, puis dans l’atmosphère

Question 13

13. Quelle évolution de la proportion atmosphérique de diazote relie l’atmosphère primitive à l’atmosphère actuelle ?

De 5 % à 21 %.

De 78 % à 5 %.

De 5 % à 78 %.

De 15 % à 78 %.

Explication

La proportion de diazote est passée de 5 % dans l’atmosphère primitive à 78 % dans l’atmosphère actuelle. La valeur de 21 % correspond au dioxygène actuel, tandis que 15 % est la proportion initiale indiquée pour le dioxyde de carbone.

Answer

De 5 % à 78 %.

Question 14

14. Des rides de sable fossilisées et le principe d’actualisme sont utilisés pour dater l’existence des premiers océans. Quelle conclusion chronologique en découle ?

Les premiers océans se sont formés après −3,5 Ga

Les premiers océans existaient avant −3,5 Ga

Les premiers océans se sont formés vers −3,8 Ga

Les premiers océans se sont formés vers −4,5 Ga

Explication

La datation des rides de sable fossilisées, interprétée grâce au principe d’actualisme, indique que les premiers océans existaient avant −3,5 Ga. −4,5 Ga renvoie à la formation de la Terre, et −3,8 Ga à des indices relatifs à l’oxygène océanique.

Answer

Les premiers océans existaient avant −3,5 Ga

Question 15

15. Dans une région de l’atmosphère exposée aux UV solaires, quelle suite de transformations produit l’ozone ?

Le dioxygène s’associe au dioxyde de carbone, puis la lumière libère de l’ozone.

Le dioxygène se dissocie en atomes d’oxygène, qui s’associent ensuite à du dioxygène.

Le dioxygène s’associe en molécules, qui se dissocient ensuite en atomes d’ozone.

Le dioxygène se dissocie en molécules d’ozone, qui libèrent ensuite des atomes d’oxygène.

Explication

Les UV solaires dissocient une molécule de dioxygène en atomes d’oxygène, puis chaque atome peut s’associer à une molécule de dioxygène pour former de l’ozone. La dissociation vient donc avant l’association, et le dioxyde de carbone n’est pas le réactif décrit.

Answer

Le dioxygène se dissocie en atomes d’oxygène, qui s’associent ensuite à du dioxygène.

Question 16

16. Un échantillon d’eau océanique reçoit du dioxyde de carbone atmosphérique dissous. Sous quelle forme ionique ce carbone se retrouve-t-il dans l’océan ?

Sous forme de carbonate de calcium CaCO₃ solide

Sous forme d’ions carbonate CO₃²⁻

Sous forme d’ions hydrogénocarbonate HCO₃⁻

Sous forme d’ions calcium Ca²⁺

Explication

Le CO₂ atmosphérique se dissout dans l’eau des océans sous forme d’ions HCO₃⁻. Les ions CO₃²⁻ et le CaCO₃ relèvent de la formation du calcaire, tandis que Ca²⁺ est l’ion calcium.

Answer

Sous forme d’ions hydrogénocarbonate HCO₃⁻

QCM : Évolution de l’atmosphère terrestre (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Sur une jeune Terre, la température de l’atmosphère passe de plus de 1 500 °C à 100 °C. Quelle conséquence ce refroidissement a-t-il eue pour l’eau atmosphérique ?

2. Une analyse des gaz libérés par des chondrites chauffées sert à estimer la composition de l’atmosphère primitive. Quelle répartition doit-on retrouver approximativement ?

3. Un observatoire mesure le rayonnement ultraviolet qui atteint le sol sous une couche d’ozone intacte. Quelle répartition des UV est attendue ?

4. Un rayonnement incident comporte des longueurs d’onde de 255 nm et de 340 nm. À laquelle l’ozone l’absorbe-t-il le plus efficacement ?

5. Des cyanobactéries réalisent la photosynthèse en consommant du CO₂ et de l’eau. Quelle équation décrit la transformation, avec les coefficients stœchiométriques corrects ?

6. Lors des changements de composition de l’atmosphère primitive décrits, quel devenir a connu le diazote ?

7. Dans un bassin océanique, des ions Ca²⁺ réagissent avec des ions HCO₃⁻ et un solide se dépose au fond. Quel est ce solide et quel effet a ce dépôt sur le carbone atmosphérique ancien ?

8. Pourquoi la couche d’ozone réduit-elle les mutations chez les organismes vivants terrestres ?

9. Dans un scénario où l’eau et le dioxyde de carbone, représentant ensemble 95 % des gaz primitifs, sont transférés hors de l’atmosphère vers l’hydrosphère et la lithosphère, quelle conséquence en découle pour le diazote ?

10. Des géologues trouvent des dépôts océaniques datés de −3,8 Ga et constitués d’oxydes de fer. Quelle conclusion ces fers rubanés permettent-ils de tirer ?

11. Pour estimer la composition de l’atmosphère primitive à partir de météorites primitives, quelle démarche permet d’obtenir les gaz à analyser ?

12. Dans une reconstitution de l’évolution de la Terre, les océans sont saturés en dioxygène vers −2 Ga. Quelle séquence d’accumulation du dioxygène est cohérente avec cette évolution ?

13. Quelle évolution de la proportion atmosphérique de diazote relie l’atmosphère primitive à l’atmosphère actuelle ?

14. Des rides de sable fossilisées et le principe d’actualisme sont utilisés pour dater l’existence des premiers océans. Quelle conclusion chronologique en découle ?

15. Dans une région de l’atmosphère exposée aux UV solaires, quelle suite de transformations produit l’ozone ?

16. Un échantillon d’eau océanique reçoit du dioxyde de carbone atmosphérique dissous. Sous quelle forme ionique ce carbone se retrouve-t-il dans l’océan ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Trains roulants et géométrie

ADN, gènes et expression génétique

La Terre et son habitabilité

Transcription de l’ADN

La démarche de projet

Socialisation et parcours scolaires

Crée tes propres QCM