QCM : Évolution de l’atmosphère terrestre — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle relation entre les rayonnements ultraviolets et l’atmosphère est correcte ?

L’atmosphère absorbe 50 % des UV-C, les UV-A à 280 nm et 100 % des UV-B
L’atmosphère absorbe 50 % des UV-B, les UV-C à 280 nm et 100 % des UV-A
L’atmosphère absorbe 100 % des UV-A, les UV-B à 280 nm et 50 % des UV-C
L’atmosphère absorbe 100 % des UV-C, les UV-B à 280 nm et 50 % des UV-A

L’atmosphère absorbe 100 % des UV-C, les UV-B à 280 nm et 50 % des UV-A

Explication

L’atmosphère absorbe intégralement les UV-C, absorbe les UV-B à 280 nm et absorbe environ la moitié des UV-A. Les autres propositions inversent les types de rayonnements ou leurs proportions d’absorption.

2. Quelle composition caractérise le mieux les gaz volcaniques et les météorites associés à l’atmosphère primitive ?

Plus de 70 % de O₂, jusqu’à 26 % de N₂ et jusqu’à 6 % de H₂O
Plus de 70 % de H₂O, jusqu’à 26 % de CO₂ et jusqu’à 6 % de N₂, sans O₂
Environ 50 % de N₂, 40 % de O₂ et 10 % de CO₂
Environ 78 % de N₂, 21 % de O₂ et des traces de CO₂

Plus de 70 % de H₂O, jusqu’à 26 % de CO₂ et jusqu’à 6 % de N₂, sans O₂

Explication

Les gaz volcaniques et les météorites contiennent majoritairement de l’eau, ainsi que du CO₂ et du N₂, mais pas de dioxygène. La composition riche en N₂ et O₂ correspond à l’atmosphère actuelle, et non à l’atmosphère primitive.

3. Que se passe-t-il lorsque la dose d’irradiation ultraviolette augmente ?

La fréquence des mutations et le pourcentage de survie augmentent ensemble
La fréquence des mutations diminue tandis que le pourcentage de survie augmente
La fréquence des mutations augmente tandis que le pourcentage de survie diminue
La fréquence des mutations et le pourcentage de survie diminuent ensemble

La fréquence des mutations augmente tandis que le pourcentage de survie diminue

Explication

L’ADN absorbe majoritairement les UV-C, et une dose d’irradiation plus élevée accroît la fréquence des mutations tout en réduisant la survie. Les mutations et la survie n’évoluent donc pas dans le même sens.

4. Où se situe principalement la couche d’ozone ?

Dans la lithosphère, où les rayonnements ultraviolets sont absorbés
Dans la troposphère, où le dioxygène est produit par les êtres vivants
Dans les océans, où le fer dissous forme des dépôts sédimentaires
Dans la stratosphère, où l’ozone est présent sous forme gazeuse

Dans la stratosphère, où l’ozone est présent sous forme gazeuse

Explication

La couche d’ozone est une zone principalement située dans la stratosphère et contenant des molécules d’ozone gazeux. Les êtres vivants et les combustions concernent plutôt les sources et les puits du dioxygène.

5. Quelle était approximativement la composition de l’atmosphère primitive il y a 4,6 milliards d’années ?

80 % de H₂O, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂
80 % de N₂, 15 % de H₂O et 5 % de CO₂
50 % de H₂O, 30 % de N₂ et 20 % de CO₂
78 % de N₂, 21 % de O₂ et 1 % de gaz divers

80 % de H₂O, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂

Explication

L’atmosphère primitive était composée d’environ 80 % de vapeur d’eau, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂. Elle se distinguait donc fortement de l’atmosphère actuelle, riche en N₂ et en O₂.

6. Comment définir un stromatolithe ?

Un microorganisme produisant du dioxygène dans les eaux profondes
Un sédiment riche en fer formé par l’oxydation du dioxyde de carbone
Une structure volcanique créée par le refroidissement de la lave sous l’eau
Une structure carbonatée formée par des colonies de microorganismes photosynthétiques

Une structure carbonatée formée par des colonies de microorganismes photosynthétiques

Explication

Un stromatolithe est une structure géologique carbonatée produite par des colonies de microorganismes photosynthétiques, surtout des cyanobactéries. Les cyanobactéries sont les organismes constructeurs, et non la structure elle-même.

7. Quels phénomènes ont principalement contribué à la formation des premières enveloppes gazeuses de la Terre ?

La condensation des nuages et la formation des glaciers
La photosynthèse des végétaux et l’érosion des continents
La respiration des animaux et la combustion des roches
Des éruptions volcaniques et des bombardements de météorites

Des éruptions volcaniques et des bombardements de météorites

Explication

Les éruptions volcaniques et les bombardements de météorites ont libéré les gaz constituant les premières enveloppes gazeuses. La photosynthèse est apparue plus tard et ne peut donc pas expliquer leur formation initiale.

8. À quelle époque remontent les plus anciennes traces de vie connues sous forme de stromatolithes ?

Il y a environ 4,6 milliards d’années
Il y a environ 500 millions d’années
Il y a environ 3,5 milliards d’années
Il y a environ 2,4 milliards d’années

Il y a environ 3,5 milliards d’années

Explication

Les plus anciennes traces de vie connues sont des stromatolithes datés d’environ 3,5 milliards d’années. L’accumulation atmosphérique du dioxygène a commencé plus tard, vers 2,4 milliards d’années.

9. Comment le dioxygène produit par les cyanobactéries contribue-t-il à la formation des BIFs dans les océans ?

Il réduit le Fe³⁺ insoluble en Fe²⁺ soluble, qui reste dissous dans l’eau
Il transforme le CO₂ dissous en carbonate, qui précipite avec le diazote
Il oxyde le Fe²⁺ soluble en Fe³⁺ insoluble, qui précipite dans les sédiments
Il dissout les oxydes de fer et concentre le dioxygène dans les sédiments

Il oxyde le Fe²⁺ soluble en Fe³⁺ insoluble, qui précipite dans les sédiments

Explication

Le dioxygène oxyde le fer ferreux Fe²⁺, soluble, en fer ferrique Fe³⁺, insoluble, qui précipite et forme les fers rubanés. La réduction de Fe³⁺ en Fe²⁺ produirait au contraire une forme plus soluble.

10. Quel mécanisme forme l’ozone stratosphérique sous l’action des rayonnements ultraviolets ?

Les UV transforment directement le CO₂ en ozone, puis l’ozone libère du diazote
Les UV dissocient des molécules de O₂, puis les atomes d’oxygène s’associent à d’autres molécules de O₂
Les UV condensent la vapeur d’eau, puis les molécules d’eau produisent de l’ozone
Les UV dissocient des molécules d’ozone, puis les atomes d’azote reforment du O₂

Les UV dissocient des molécules de O₂, puis les atomes d’oxygène s’associent à d’autres molécules de O₂

Explication

Les ultraviolets dissocient lentement les molécules de O₂, puis les atomes d’oxygène formés réagissent rapidement avec d’autres molécules de O₂ pour produire l’ozone. Les UV ne transforment pas directement le CO₂ ni la vapeur d’eau en ozone.

11. Quel enchaînement résulte du refroidissement progressif de la Terre ?

L’eau se vaporise, la pression augmente, la proportion de CO₂ augmente et les océans disparaissent
L’eau se vaporise, la pression baisse, la proportion de N₂ diminue et les océans se forment
L’eau se liquéfie, la pression baisse, la proportion de N₂ augmente et les océans se forment
L’eau se liquéfie, la pression augmente, la proportion de O₂ augmente et les continents émergent

L’eau se liquéfie, la pression baisse, la proportion de N₂ augmente et les océans se forment

Explication

Le refroidissement liquéfie l’eau atmosphérique, diminue la pression, augmente la proportion de diazote et permet la formation des océans. Le réchauffement favoriserait au contraire le maintien de l’eau sous forme de vapeur.

12. Quel effet l’activité photosynthétique des cyanobactéries a-t-elle sur leur environnement ?

Elle consomme du CO₂, libère du N₂ et empêche la formation des carbonates
Elle consomme du N₂, libère du CO₂ et précipite le fer métallique
Elle consomme du CO₂, libère du O₂ et favorise la précipitation des carbonates
Elle consomme du O₂, libère du CO₂ et dissout les carbonates

Elle consomme du CO₂, libère du O₂ et favorise la précipitation des carbonates

Explication

Les cyanobactéries utilisent le CO₂ et rejettent du dioxygène par photosynthèse, ce qui favorise la précipitation des carbonates et la formation des stromatolithes. Elles ne remplacent pas le CO₂ par du N₂ dans ce processus.

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Comment se sont formées les premières enveloppes gazeuses de la Terre ?

Elles se sont formées par éruptions volcaniques et bombardements de météorites.

Quelle est la composition principale des gaz volcaniques et météorites liée à l’atmosphère primitive ?

Ils contiennent plus de 70 % de H₂O, jusqu’à 26 % de CO₂ et jusqu’à 6 % de N₂.

L’atmosphère primitive contenait-elle de l’oxygène (O₂) ?

Non, elle ne contenait pas d’oxygène (O₂).

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