QCM : Formation et évolution de l’atmosphère — 8 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quels phénomènes ont principalement contribué à la formation de l’atmosphère primitive, il y a environ 4,6 Ga ?

La collision des nuages interstellaires et la fusion des roches superficielles
La photosynthèse océanique et l’évaporation progressive des premiers océans
Le dégazage du manteau lors du refroidissement terrestre et les apports de chondrites
La solidification de la croûte et l’absorption des gaz par les continents

Le dégazage du manteau lors du refroidissement terrestre et les apports de chondrites

Explication

L’atmosphère primitive s’est constituée par le dégazage du manteau pendant le refroidissement de la Terre, complété par des apports de chondrites. La photosynthèse et les océans sont apparus dans un contexte ultérieur et ne constituent pas le mécanisme principal décrit ici.

2. Comment le refroidissement progressif de la Terre a-t-il contribué à la formation des océans ?

Il a transformé l’eau gazeuse en eau liquide par condensation
Il a empêché les molécules d’eau de s’accumuler à la surface
Il a transformé l’eau liquide en vapeur par évaporation
Il a converti le dioxyde de carbone gazeux en diazote atmosphérique

Il a transformé l’eau gazeuse en eau liquide par condensation

Explication

Le refroidissement a provoqué la condensation de l’eau présente à l’état gazeux, permettant son accumulation sous forme liquide et la formation des océans. L’évaporation décrit le passage inverse, de l’eau liquide vers la vapeur.

3. Quel effet majeur la dissolution importante du CO₂ dans les océans a-t-elle eu sur l’atmosphère ?

Elle a supprimé la vapeur d’eau et augmenté la proportion de chondrites
Elle a bloqué le refroidissement terrestre et maintenu l’eau à l’état gazeux
Elle a accru le CO₂ atmosphérique et rendu le dioxygène majoritaire
Elle a réduit le CO₂ atmosphérique et rendu le diazote majoritaire

Elle a réduit le CO₂ atmosphérique et rendu le diazote majoritaire

Explication

La dissolution océanique a retiré une quantité importante de CO₂ de l’atmosphère, ce qui a favorisé la prédominance du diazote. Le dégazage volcanique, à l’inverse, tend à augmenter le CO₂ atmosphérique.

4. Qu'est-ce que l'apparition du dioxygène et de l'ozone dans l'histoire de la Terre ?

L'oxydation du fer dans les océans, qui a conduit à la formation de précipités d'hématite, sans implication de dioxygène ou d'ozone.
Le refroidissement de la Terre qui a permis la condensation de l'eau et la dissolution du CO₂ dans les océans, sans lien avec la production de dioxygène.
La formation initiale de l'atmosphère primitive composée principalement d'eau, de CO₂ et de diazote, sans présence notable de dioxygène ou d'ozone.
L'émergence de gaz essentiels à la vie, notamment par l'activité des cyanobactéries, et la formation d'une couche protectrice contre les rayonnements UV.

L'émergence de gaz essentiels à la vie, notamment par l'activité des cyanobactéries, et la formation d'une couche protectrice contre les rayonnements UV.

Explication

L'apparition du dioxygène est liée à la photosynthèse des cyanobactéries, qui ont commencé à produire du dioxygène dans les océans, contribuant aussi à la formation de l'ozone dans la stratosphère. La couche d'ozone protège la vie en absorbant les rayonnements UV nocifs.

5. Quel est le principal réservoir de carbone dans le cycle du carbone selon le contenu ?

La biosphère, notamment dans la végétation et les organismes vivants
L’atmosphère, contenant environ 869 GtC de CO₂
L’hydrosphère, avec environ 38 700 GtC de carbone minéral dissous
La lithosphère, sous forme de roches carbonatées et de combustibles fossiles

La lithosphère, sous forme de roches carbonatées et de combustibles fossiles

Explication

La lithosphère constitue le plus grand réservoir de carbone, notamment sous forme de roches carbonatées et de combustibles fossiles. L’atmosphère, bien que dynamique, contient beaucoup moins de carbone en comparaison.

6. Quel est le rôle principal du déséquilibre anthropique du carbone dans le contexte actuel du changement climatique ?

Il augmente la concentration de CO₂ dans l’atmosphère, contribuant à l’effet de serre.
Il diminue la capacité des océans à dissoudre le CO₂, entraînant une acidification des eaux.
Il favorise la formation de nouvelles roches carbonatées dans la lithosphère.
Il réduit la quantité de dioxygène disponible pour la respiration des organismes vivants.

Il augmente la concentration de CO₂ dans l’atmosphère, contribuant à l’effet de serre.

Explication

Le déséquilibre anthropique du carbone est principalement dû à la combustion de combustibles fossiles, ce qui augmente la concentration de CO₂ dans l’atmosphère et intensifie l’effet de serre. La réduction de la capacité des océans à dissoudre le CO₂ est une conséquence, mais pas la fonction principale du déséquilibre.

7. En quoi la composition de l’atmosphère primitive, riche en eau et CO₂, diffère-t-elle de celle de l’atmosphère actuelle dominée par N₂ et O₂ ?

L’atmosphère primitive était essentiellement composée de gaz rares, alors que l’actuelle est dominée par l’azote et l’oxygène.
L’atmosphère primitive contenait principalement de l’eau et du dioxyde de carbone, alors que l’atmosphère actuelle est majoritairement composée de diazote et dioxygène.
Les deux atmosphères ont une composition similaire, mais en proportions inversées.
L’atmosphère primitive était principalement composée de diazote et dioxygène, contrairement à l’atmosphère actuelle riche en eau et CO₂.

L’atmosphère primitive contenait principalement de l’eau et du dioxyde de carbone, alors que l’atmosphère actuelle est majoritairement composée de diazote et dioxygène.

Explication

L’atmosphère primitive était riche en eau et CO₂, ce qui diffère de la composition actuelle où le N₂ et O₂ prédominent. La différence reflète l’évolution de la Terre et de ses processus atmosphériques.

8. Quels sont les principaux gaz qui composaient l’atmosphère primitive de la Terre il y a environ 4,6 milliards d’années ?

100 % de vapeur d’eau
78 % de diazote (N₂), 21 % de dioxygène (O₂), traces d’autres gaz
85 % d’eau (H₂O), 10 % de dioxyde de carbone (CO₂), 5 % de diazote (N₂)
60 % d’azote, 20 % de dioxyde de carbone, 20 % d’eau

85 % d’eau (H₂O), 10 % de dioxyde de carbone (CO₂), 5 % de diazote (N₂)

Explication

L’atmosphère primitive était principalement composée de 85 % d’eau, 10 % de CO₂ et 5 % de diazote, formée lors du refroidissement de la Terre. La composition actuelle diffère, étant dominée par N₂ et O₂.

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Comment s'est formée l'atmosphère primitive il y a 4,6 Ga ?

Par dégazage du manteau terrestre et apports de chondrites.

Quelle est la composition principale de l'atmosphère actuelle ?

Environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces d'autres gaz.

Quel phénomène a formé les océans sur Terre ?

Le passage de l’eau gazeuse à l’état liquide par refroidissement progressif.

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