QCM : Géodynamique externe et lithosphère (68 questions)

Explication

La profondeur maximale des forages, environ 12 km, est minime comparée au rayon terrestre de 6 371 km, ce qui rend l’étude directe insuffisante. Les autres réponses inversent les valeurs ou exagèrent la profondeur atteinte.

Explication

La gravimétrie étudie les variations de l’accélération de la pesanteur. La sismologie porte sur les séismes, le géomagnétisme sur le champ magnétique terrestre et la géothermie sur les températures internes.

Explication

La graine solide est composée de 80 % de fer et de 20 % de nickel. La composition à 86 % de fer, 12 % de soufre et 2 % de nickel correspond au noyau externe liquide; les autres propositions modifient les proportions ou les éléments.

Explication

La discontinuité de Gutenberg sépare le manteau du noyau à environ 2 900 km. Le Moho sépare la croûte du manteau, tandis que Lehmann sépare le noyau externe de la graine vers 5 000 km.

Explication

Les particules qui pénètrent par les cornets polaires peuvent créer des aurores. La magnétogaine dévie la plupart des particules, les ceintures de Van Allen en piègent certaines, et l’onde de choc se forme lors de la rencontre du vent solaire avec le champ magnétique.

Explication

L’atmosphère est l’enveloppe de gaz et de particules retenue autour de la planète par la gravitation. Le champ magnétique dévie des particules chargées, tandis que le vent solaire et les ceintures de Van Allen ne retiennent pas l’atmosphère.

Explication

Dans l’atmosphère sèche, les proportions des trois gaz majeurs restent fixes jusqu’à environ 90 km. L’argon à 0,5 % confond sa proportion avec celle de vapeur d’eau en haute latitude, l’inversion échange le diazote et le dioxygène, et la photodissociation importante concerne les altitudes au-delà d’environ 90 km.

Explication

Une atmosphère plus chaude peut contenir davantage de vapeur d’eau : jusqu’à 4 à 5 % à 33 °C, contre au plus 0,6 % à 0 °C. L’inversion renverse cette relation, les valeurs de 2,5 % et 1,5 % sont des exemples géographiques, et une limite identique néglige l’effet de la température.

Explication

L’ozone filtre les UV et son abondance est maximale vers 30 km, dans la couche d’ozone. Au-delà de 80 km correspond à la thermosphère, 8 à 16 km à l’épaisseur approximative de la troposphère, et 50 km à la limite supérieure indiquée pour la stratosphère.

Explication

La troposphère contient environ 90 % de la masse atmosphérique et presque toute l’eau; c’est aussi le siège des phénomènes météorologiques et des mouvements convectifs. L’absorption des UV caractérise le rôle de l’ozone dans la stratosphère, tandis que la réflexion des ondes radioélectriques est associée à la thermosphère.

Explication

L’hydrosphère représente environ 1,5 milliard de km³, dont 93,9 % se trouve dans les océans, et environ 0,023 % de la masse terrestre. La valeur de 0,023 % ne désigne pas la part océanique, 59 m correspond à l’épaisseur de glace dans le modèle de répartition uniforme, et 2 500 m est une épaisseur hypothétique, pas un volume.

Explication

L’hydrosphère modèle la lithosphère en érodant les roches, en transportant les débris et en les accumulant; ces dépôts peuvent former de nouvelles structures géologiques. L’évaporation et les apports fluviaux influencent la salinité, tandis que les deux autres choix décrivent des distinctions entre mers et océans.

Explication

Une mer est une masse d’eau salée délimitée par des archipels, des îles, des péninsules ou des terres proches; les océans sont plus vastes et plus profonds et séparent les continents. Le fait que l’eau soit salée ne suffit pas à en faire un océan, et les îles ne signifient pas que des continents sont séparés.

Explication

Le débit est le volume d’eau traversant une section par seconde et se mesure en m³/s; il est maximal en crue et minimal à l’étiage. L’inversion échange les situations de débit maximal et minimal, tandis que le volume quotidien et la vitesse d’écoulement ne sont pas la définition du débit donnée ici.

Explication

L’eau circule dans un cycle fermé sous l’effet moteur de l’énergie solaire, et existe à l’état liquide, solide ou sous forme de vapeur. La gravité comme moteur confond le cycle hydrologique avec le ruissellement, les réservoirs sont des lieux de stockage et la condensation est une étape du cycle.

Explication

Le cycle hydrologique relie les réservoirs continental, atmosphérique et océanique. Le réservoir glaciaire et les cours d’eau font partie du domaine continental, tandis que l’évaporation et les précipitations sont des processus, non des réservoirs.

Explication

Après les précipitations continentales, l’eau peut s’infiltrer, ruisseler vers la mer, être stockée ou être restituée par les êtres vivants. La condensation forme les nuages à partir de vapeur, et le retour vers la mer peut notamment se faire par ruissellement.

Explication

Une nappe libre est en contact avec l’atmosphère par une zone non saturée. Une nappe captive se trouve entre deux couches imperméables et est saturée sous pression; la porosité décrit plutôt une propriété de la roche aquifère.

Explication

La profondeur moyenne des océans est de 3 730 m, tandis que la fosse des Mariannes atteint 11 035 m. Assimiler ces valeurs confond la moyenne avec une profondeur extrême.

Explication

Le talus descend jusqu’à environ 3 000 m, puis le glacis présente une pente plus faible avant la plaine abyssale, située vers 5 000 à 6 000 m dans l’exemple atlantique. Le plateau continental se trouve près du continent, entre 0 et −200 m.

Explication

La dorsale médio-atlantique appartient à un relief sous-marin long d’environ 60 000 km et remonte jusqu’à environ −2 000 m. La profondeur d’environ −5 500 m caractérise la plaine abyssale, tandis que 30 km correspond à la largeur approximative du rift axial.

Explication

La marge africaine de l’Atlantique est passive, sans sismicité ni volcanisme, alors que la marge caraïbe est active et comprend un arc insulaire. Inverser les types confond leurs caractéristiques; l’arc insulaire indique ici une marge active.

Explication

La couche 1 est formée de sédiments et son épaisseur augmente avec l’éloignement de l’axe, où elle est nulle ou presque. L’épaississement près de l’axe inverse cette évolution; le basalte et les gradients de vitesse caractérisent les couches plus profondes.

Explication

La couche 2, ou socle, présente un fort gradient de vitesse des ondes P et comprend près de l’axe des basaltes épanchés sous l’eau. Les sédiments relèvent de la couche 1, tandis que le Moho sépare la croûte du manteau.

Explication

La couche 3 se distingue de la couche 2 par une augmentation plus faible de la vitesse des ondes P avec la profondeur; ensemble, les couches 2 et 3 forment la croûte océanique. La couche 4 correspond au manteau et la couche 1 aux sédiments.

Explication

La zone à faible vitesse du manteau supérieur se caractérise par une baisse puis une hausse des vitesses des ondes P et S et correspond à l’équivalent mécanique de l’asthénosphère. Le Moho est une limite sismique, tandis que la lithosphère est l’ensemble sus-jacent moins déformable.

Explication

Les ophiolites sont généralement interprétées comme d’anciennes portions de lithosphère océanique intégrées à la croûte continentale dans les chaînes de montagnes. Les confondre avec des fragments continentaux ou des dépôts sédimentaires ne correspond pas à cette interprétation.

Explication

Pour les géologues, les continents désignent la croûte continentale, comprenant terres émergées, plates-formes et talus, et couvrant environ 45 % de la surface terrestre. La valeur d’environ 29 % concerne les seules terres émergées.

Explication

La ceinture mésogéenne est également appelée alpine ou téthysienne. La ceinture péripacifique est l’autre grande ceinture de chaînes récentes; le Crétacé indique une période de formation, pas un synonyme de la ceinture.

Explication

Les boucliers exposent des roches éruptives et métamorphiques précambriennes; les plates-formes recouvrent les ensembles précambriens de séries plus récentes, subhorizontales et peu déformées. Inverser ces critères revient à confondre les deux catégories.

Explication

Le Moho sépare la croûte du manteau dans les lithosphères continentale et océanique. La discontinuité de Conrad est intracrustale, une zone à faible vitesse se trouve dans la croûte et la limite lithosphère-asthénosphère concerne une autre frontière.

Explication

L’asthénosphère, plus déformable que la lithosphère rigide qui la surmonte, est généralement plus profonde, voire absente, sous les continents que sous les océans. L’inversion de cette profondeur ou la confusion entre asthénosphère et lithosphère contredit cette distinction.

Explication

La croûte continentale supérieure comprend principalement d’anciennes roches sédimentaires ou volcaniques déformées ou métamorphisées et des massifs intrusifs granitiques ou granodioritiques. Les granulites caractérisent surtout la croûte continentale inférieure, les basaltes et gabbros la croûte océanique, et les lherzolites le manteau infracontinental.

Explication

La croûte continentale inférieure, située au-delà d’environ 15 ou 20 km, est principalement constituée de roches métamorphiques du faciès granulite, denses et sèches; leur pauvreté en eau les a préservées de la fusion. Les granites caractérisent surtout la croûte supérieure, les basaltes-gabbros la croûte océanique et les lherzolites le manteau.

Explication

L’épaisseur moyenne de la croûte continentale est d’environ 35 km, contre 7 à 8 km pour la croûte océanique. Les valeurs supérieures à 200 km et inférieures à 100 km concernent les lithosphères, et non les croûtes.

Explication

La composition schématique distingue une croûte océanique basaltique et gabbroïque, une croûte continentale inférieure surtout granulitique et une croûte continentale supérieure plutôt granitique ou granodioritique. Les autres attributions échangent ces compositions entre les types de croûte ou entre les niveaux continentaux.

Explication

Les plaques sont des provinces lithosphériques indépendantes, tandis que l’asthénosphère plastique est le siège des courants de convection associés à leur mouvement. Confondre lithosphère et asthénosphère ou situer les courants dans le noyau déplace incorrectement le mécanisme.

Explication

Une croûte basaltique de densité moyenne 3,1 caractérise une plaque océanique, tandis qu’une croûte granitique de densité moyenne 2,7 caractérise une plaque continentale. Inverser les densités ou attribuer le basalte à une plaque continentale confond ces compositions; une plaque mixte comprend des parties océaniques et continentales.

Explication

La divergence écarte les plaques et se caractérise par des failles normales. La convergence rapproche les limites et est liée aux failles inverses, tandis que le décrochement correspond à un coulissement.

Explication

Lors d’une subduction, une plaque passe sous l’autre et s’enfonce dans le manteau suivant un angle variable; il s’agit le plus souvent de la plaque océanique, plus dense. La collision concerne des plaques de densité voisine, et divergence et décrochement décrivent d’autres mouvements.

Explication

La subsidence est un affaissement lent, parfois saccadé, qui s’étale sur de longues périodes et accompagne l’accumulation de sédiments épais à faciès d’eau peu profonde. La transgression est une hausse du niveau marin; un comblement sans enfoncement ne décrit pas cette subsidence.

Explication

L’espace nécessaire à l’accumulation se crée soit par l’enfoncement de la base du bassin, soit par une hausse du niveau marin liée à une transgression. L’érosion et la régression ne correspondent pas à ces deux mécanismes de création d’espace.

Explication

Selon leur contrôle principal, les bassins se classent en bassins d’étirement, liés au refroidissement lithosphérique ou flexuraux, même si leur évolution combine souvent plusieurs facteurs. Les catégories fondées sur des contextes particuliers ou des environnements de dépôt ne sont pas cette classification.

Explication

Un graben est un fossé d’effondrement allongé limité par des failles normales conjuguées, aux rejets opposés. Un horst est un compartiment en saillie, un demi-graben est associé à des failles de même sens de rejet, et un bassin cratonique est une autre catégorie de bassin.

Explication

Un fossé d’effondrement d’échelle continentale est appelé rift et s’accompagne de modifications de la croûte et du manteau supérieur. Le graben superficiel ne désigne pas cette échelle, tandis que les termes bassin décrochant et pull-apart renvoient à des structures liées au coulissement.

Explication

Un rift en pull-apart s’ouvre dans la zone en distension entre deux failles décrochantes parallèles, et l’étirement amincit un bloc losangique appelé rhombochasme. Un rift continental se définit par son échelle, un graben classique par ses failles normales, et un bassin cratonique par son contexte distinct.

Explication

Dans le Basin and Range, les reliefs sont le plus souvent des demi-horsts et des demi-grabens qui forment des blocs basculés; leur largeur est d’environ 30 km et leur dénivellation atteint 5 000 à 6 000 m. Les horsts et grabens classiques ne décrivent pas le style le plus courant, et les autres choix attribuent à tort les reliefs à d’autres structures.

Explication

Un bassin cratonique simple est une dépression ovale ou arrondie où les sédiments restent en continuité avec ceux des plates-formes voisines, mais y sont plus épais. Le graben et le pull-apart sont des structures tectoniques distinctes; la division en bassins secondaires caractérise les bassins complexes.

Explication

Le rapport $12/720$ vaut environ $1/60$, dans l’intervalle caractéristique de $1/100$ à $1/50$; le maximum d’épaississement reste également près du même axe dans un bassin simple. Inverser le rapport ou exiger un déplacement de l’axe mène à une interprétation erronée, et les deux autres catégories ne correspondent pas à ces critères.

Explication

Un bassin d’avant-chaîne reçoit les produits d’érosion, ou molasses, de la chaîne située à son front, d’où son appellation de bassin molassique. Les apports biogènes, les marges passives et les milieux au sommet ne définissent pas ce type de bassin.

Explication

La charge de la chaîne en cours de plissement fait fléchir la lithosphère et le bassin se développe parallèlement à la chaîne et à ses structures. Une disposition perpendiculaire, circulaire ou indépendante ne correspond pas à cette organisation flexurale.

Explication

Les sédiments des marges passives proviennent principalement des apports détritiques continentaux, complétés par des productions biogènes néritiques et pélagiques et par des précipitations chimiques. Chacune des autres réponses écarte à tort l’une de ces catégories.

Explication

Les marges grasses, ou nourries, reçoivent d’importants apports détritiques, contrairement aux marges maigres qui en reçoivent moins. « Marge maigre » inverse donc le critère, tandis que les deux autres termes ne classent pas les marges selon l’abondance détritique.

Explication

Le potentiel d’accommodation correspond à l’espace disponible pour accueillir des sédiments entre le substratum de la marge et le niveau marin. Le volume déjà sédimenté, l’espace émergé et la croûte sous-jacente ne représentent pas cet espace disponible.

Explication

L’espace disponible dépend des variations du niveau marin, appelées eustatisme, et de l’enfoncement du substratum, appelé subsidence. Le flux détritique, la production biogène et le climat peuvent influencer les apports sédimentaires, mais ne remplacent pas ces deux facteurs de l’accommodation.

Explication

La biosphère est l’enveloppe terrestre qui abrite les organismes vivants et comprend la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère. L’atmosphère désigne l’enveloppe gazeuse, l’hydrosphère les milieux d’eau et la lithosphère l’enveloppe solide.

Explication

Les êtres vivants se caractérisent notamment par l’autorégulation et la conservation, la reproduction, une organisation cellulaire hiérarchisée et le contrôle génétique de cette organisation. L’organisation minérale ou cristalline confond vivant et matière inerte, tandis que l’absence de contrôle génétique écarte une caractéristique essentielle.

Explication

Un cycle biogéochimique est constitué de processus qui font passer un élément entre différents milieux avant son retour au milieu d’origine. Un transfert unidirectionnel omet ce retour, une boîte désigne un ensemble de constituants et l’état stationnaire concerne l’équilibre des entrées et des sorties.

Explication

Un système qui échange de la matière avec l’extérieur est ouvert; un système fermé ne connaît ni entrée ni sortie de matière. L’état stationnaire décrit l’égalité des entrées et des sorties, et les échanges internes ne déterminent pas à eux seuls cette classification.

Explication

Une boîte est en état stationnaire lorsque la somme de ses entrées égale celle de ses sorties, de sorte que son contenu reste constant. L’équilibre des flux n’implique pas leur absence, et un système fermé se définit par l’absence d’échanges de matière avec l’extérieur.

Explication

Le temps de séjour est le rapport du contenu à la somme des entrées : $240/30 = 8$ ans. Multiplier donne 7 200 unités-années, inverser le rapport donne 0,125 an, et doubler le débit sans justification conduit à 4 ans.

Explication

La respiration renvoie dans l’atmosphère une partie du carbone ingéré. L’alimentation transfère le carbone entre organismes, la photosynthèse le fixe dans le glucose et l’absorption du carbone dissous ne constitue pas le retour atmosphérique visé.

Explication

Les organismes ne peuvent pas utiliser directement le diazote atmosphérique : il doit être converti en ammoniac, ammonium, nitrites ou nitrates. Le carbone organique relève du cycle du carbone, tandis que les nitrates ne sont pas la forme de rejet atmosphérique décrite.

Explication

Dans le cycle de l’azote, certaines bactéries réduisent les nitrates en diazote atmosphérique. L’oxydation de l’ammonium produit des nitrites puis des nitrates, l’absorption végétale assimile l’azote et la fixation convertit le diazote en ammoniac ou ammonium.

Explication

Le phosphore contribue à la fabrication de l’ARN et de l’ADN et se trouve aussi dans le squelette sous forme de PO₄. Le SO₄ est une forme du soufre, NH₄ une forme azotée, et le cycle du phosphore n’a pas de composante gazeuse significative.

Explication

Le cycle du phosphore se distingue par l’absence de composante gazeuse significative et par des transferts qui ne sont pas contrôlés par des réactions microbiennes, contrairement notamment au cycle de l’azote. Dire qu’il n’a aucun transfert confond l’absence de phase gazeuse avec l’absence de circulation du phosphore.

Explication

Le sulfate assimilé par les organismes est réduit, puis converti en soufre organique qui entre dans la composition des protéines. La production de nitrates relève du cycle de l’azote, tandis que le phosphate est associé au cycle du phosphore.

Explication

La combustion du pétrole et du charbon émet surtout du SO₂, qui réagit sous l’effet des radiations solaires avec la vapeur d’eau et les radicaux OH pour former des gouttes d’acide sulfurique contribuant aux pluies acides. Le CO₂ est le principal gaz du cycle du carbone, et les nitrates ne constituent pas la voie décrite ici.