QCM : Histoire géologique et tectonique (27 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel processus produit le magma à l’origine des roches océaniques, et pourquoi sa cristallisation est-elle fractionnée ?

Le refroidissement des basaltes en surface produit un magma dont les minéraux cristallisent à des températures identiques.
La fusion partielle des péridotites du manteau produit un magma dont les minéraux cristallisent à des températures différentes.
La fusion complète de la croûte océanique produit un magma dont les minéraux cristallisent à la même température.
La sédimentation des minéraux du manteau produit un magma qui cristallise en fonction de la pression.

La fusion partielle des péridotites du manteau produit un magma dont les minéraux cristallisent à des températures différentes.

Explication

La fusion partielle des péridotites engendre un magma qui remonte, puis cristallise par étapes parce que ses minéraux n’ont pas la même température de cristallisation. La fusion complète de la croûte ne décrit pas le processus de formation indiqué ici.

2. Deux magmas de composition comparable refroidissent à des endroits différents : lequel forme un gabbro à structure grenue ?

Celui qui refroidit lentement en profondeur, laissant le temps aux cristaux de se développer.
Celui qui refroidit rapidement en surface, produisant de très petits cristaux.
Celui qui refroidit lentement en surface, produisant une structure vitreuse.
Celui qui refroidit rapidement en profondeur, produisant une structure microlitique.

Celui qui refroidit lentement en profondeur, laissant le temps aux cristaux de se développer.

Explication

Un refroidissement lent en profondeur forme un gabbro à structure grenue, avec des cristaux visibles. Le refroidissement rapide en surface correspond plutôt au basalte microlitique.

3. Que désigne une ophiolite observée à la surface d’un continent ?

Un fragment de lithosphère océanique exposé à la surface continentale.
Un fragment de lithosphère continentale enfoui sous le plancher océanique.
Une portion de manteau continental transformée en roche volcanique.
Un dépôt sédimentaire formé au fond d’un océan encore ouvert.

Un fragment de lithosphère océanique exposé à la surface continentale.

Explication

Une ophiolite est un fragment de lithosphère océanique que l’on peut observer à la surface d’un continent. Un dépôt sédimentaire océanique ne correspond pas à cette définition, car il ne représente pas un fragment de lithosphère.

4. En parcourant une ophiolite de sa base vers son sommet, dans quel ordre rencontre-t-on les principales roches ?

Gabbros, péridotites du manteau, puis basaltes.
Péridotites du manteau, basaltes, puis gabbros.
Basaltes, gabbros, puis péridotites du manteau.
Péridotites du manteau, gabbros, puis basaltes.

Péridotites du manteau, gabbros, puis basaltes.

Explication

La succession caractéristique va des péridotites du manteau à la base aux gabbros, puis aux basaltes au sommet. Placer les basaltes sous les gabbros inverse l’organisation attendue.

5. Que signale une ophiolite formant une suture entre deux blocs continentaux en convergence ?

La formation d’une nouvelle croûte continentale au-dessus d’une dorsale.
L’ouverture récente d’un océan entre deux blocs qui s’écartent.
La collision de deux lithosphères océaniques sans fermeture océanique.
La fermeture d’un ancien océan dont elle conserve un fragment.

La fermeture d’un ancien océan dont elle conserve un fragment.

Explication

Les ophiolites sont interprétées comme des fragments d’un ancien océan refermé et peuvent marquer la suture entre deux blocs continentaux convergents. Une ouverture océanique correspondrait à une séparation des blocs, et non à cette suture.

6. Que suggèrent la présence de glaucophane et de grenat dans des roches alpines concernant leur contexte de formation ?

Des pressions élevées et des températures élevées, caractéristiques d’une fusion crustale.
Des pressions faibles et des températures élevées, caractéristiques d’une dorsale.
Des pressions élevées et des températures basses, caractéristiques d’une subduction.
Des pressions faibles et des températures basses, caractéristiques d’un enfouissement superficiel.

Des pressions élevées et des températures basses, caractéristiques d’une subduction.

Explication

L’association du glaucophane et du grenat indique des conditions de hautes pressions et de basses températures typiques d’une subduction. Une interprétation fondée sur des températures élevées ne correspond pas à ces conditions métamorphiques.

7. Une roche issue d’un gabbro a subi un métamorphisme et contient du glaucophane : comment la nomme-t-on ?

Une éclogite, définie par la présence de plagioclase et d’amphiboles.
Une péridotite, formée par transformation métamorphique du gabbro.
Un métagabbro, notamment un métagabbro à glaucophane.
Un gabbro intact, caractérisé par une recristallisation sans métamorphisme.

Un métagabbro, notamment un métagabbro à glaucophane.

Explication

Le métagabbro est un gabbro ayant subi un métamorphisme, et les Alpes présentent notamment des métagabbros à glaucophane. Une éclogite constitue une autre roche métamorphique, caractérisée ici par la présence de grenat.

8. Lors d’une compression qui se poursuit, quelle évolution des structures tectoniques est attendue ?

Des chevauchements se forment d’abord, puis des plis et des failles normales apparaissent.
Des plis et des failles normales se forment d’abord, puis des chevauchements apparaissent.
Des failles inverses se forment d’abord, puis la compression provoque une extension de la croûte.
Des plis et des failles inverses se forment d’abord, puis des chevauchements apparaissent.

Des plis et des failles inverses se forment d’abord, puis des chevauchements apparaissent.

Explication

La compression fait d’abord apparaître des plis et des failles inverses, puis des chevauchements si elle se poursuit. Les failles normales sont associées à l’extension et ne correspondent donc pas à cette succession.

9. Dans une faille inverse, quel déplacement caractérise le compartiment supérieur ?

Il est abaissé par rapport au compartiment inférieur.
Il se déplace horizontalement sans changement d’altitude.
Il s’écarte du compartiment inférieur sous l’effet de l’extension.
Il est relevé par rapport au compartiment inférieur.

Il est relevé par rapport au compartiment inférieur.

Explication

Une faille inverse se reconnaît au relèvement de son compartiment supérieur. Un abaissement de ce compartiment correspond au mouvement associé à une faille normale.

10. Quel effet la compression exerce-t-elle sur la croûte terrestre ?

Elle étire la croûte et en diminue l’épaisseur.
Elle raccourcit la croûte et en augmente l’épaisseur.
Elle allonge la croûte tout en en augmentant l’épaisseur.
Elle raccourcit la croûte tout en en diminuant l’épaisseur.

Elle raccourcit la croûte et en augmente l’épaisseur.

Explication

La compression entraîne un raccourcissement horizontal et un épaississement de la croûte. L’amincissement est plutôt associé à une déformation en extension.

11. Quelle région illustre actuellement la fragmentation d’un continent en Afrique de l’Est ?

Le rift du Baïkal.
Le rift du Rhin.
Le rift du Rio Grande.
Le rift des Afars.

Le rift des Afars.

Explication

Le rift des Afars est situé en Afrique de l’Est et constitue une région où un continent est en cours de fragmentation. Les autres rifts cités se trouvent dans d’autres régions du monde.

12. Quel ensemble de caractéristiques correspond aux rifts continentaux ?

Volcanisme de surface, séismes superficiels, failles normales, fossé en marches d’escalier et blocs basculés.
Volcanisme absent, séismes superficiels, failles inverses, fossé en marches d’escalier et blocs basculés.
Volcanisme de surface, séismes superficiels, failles normales, relief bombé et blocs horizontaux.
Volcanisme de surface, séismes profonds, failles inverses, fossé en marches d’escalier et blocs basculés.

Volcanisme de surface, séismes superficiels, failles normales, fossé en marches d’escalier et blocs basculés.

Explication

Les rifts continentaux associent notamment volcanisme de surface, séismes superficiels, failles normales, fossé d’effondrement en marches d’escalier et blocs basculés. Des failles inverses sont plutôt liées à la compression.

13. Lors de l’amincissement lithosphérique dans un rift, quel mécanisme peut produire des coulées basaltiques axiales ?

La disparition du magmatisme axial provoque le soulèvement du fond et l’enfoncement des bords du rift.
La remontée de la lithosphère continentale provoque un magmatisme périphérique, sans soulever les bords.
La remontée de l’asthénosphère provoque un magmatisme axial, tout en soulevant les bords du rift.
La descente de l’asthénosphère provoque un magmatisme latéral, tout en abaissant les bords du rift.

La remontée de l’asthénosphère provoque un magmatisme axial, tout en soulevant les bords du rift.

Explication

L’amincissement lithosphérique s’accompagne d’une remontée de l’asthénosphère, à l’origine du soulèvement des bords et d’un magmatisme axial produisant des basaltes. Une descente de l’asthénosphère ne décrit pas ce mécanisme.

14. Quelle succession décrit les principales étapes de formation des Alpes ?

Océan alpin, collision continentale, obduction de fragments océaniques, puis subduction de la lithosphère océanique.
Obduction de fragments océaniques, océan alpin, collision continentale, puis subduction de la lithosphère océanique.
Océan alpin, subduction de la lithosphère océanique, obduction de fragments océaniques, puis collision continentale.
Subduction de la lithosphère continentale, océan alpin, collision continentale, puis obduction de fragments océaniques.

Océan alpin, subduction de la lithosphère océanique, obduction de fragments océaniques, puis collision continentale.

Explication

Le cycle commence par un océan alpin, puis sa lithosphère océanique est entraînée par subduction; des fragments océaniques sont ensuite obductés avant la collision continentale. Placer la collision avant l’obduction inverse l’ordre des étapes.

15. Quels effets la collision des lithosphères continentales produit-elle dans la croûte alpine ?

Un raccourcissement et un épaississement crustal, avec des plis, des failles inverses et des chevauchements.
Un allongement et un épaississement crustal, avec des failles inverses, des fossés et des blocs basculés.
Un allongement et un amincissement crustal, avec des plis, des failles normales et des fossés d’effondrement.
Un raccourcissement et un amincissement crustal, avec des plis, des failles normales et des blocs basculés.

Un raccourcissement et un épaississement crustal, avec des plis, des failles inverses et des chevauchements.

Explication

La collision continentale raccourcit et épaissit la croûte et façonne des reliefs marqués par des plis, des failles inverses et des chevauchements. L’allongement et les failles normales caractérisent plutôt un contexte d’extension.

16. Que désigne la demi-vie d’un élément père radioactif ?

La durée pendant laquelle l’échantillon échange des éléments avec l’environnement.
Le temps nécessaire pour que sa quantité soit réduite de moitié.
Le temps nécessaire pour que tout l’élément père devienne un élément fils.
Le temps séparant la formation de deux minéraux d’une même roche.

Le temps nécessaire pour que sa quantité soit réduite de moitié.

Explication

La demi-vie correspond au temps au bout duquel la quantité d’élément père radioactif est divisée par deux. Elle ne désigne pas la durée requise pour achever toute la transformation radioactive.

17. Quel mécanisme constitue le fondement de la datation absolue des roches ?

La déformation d’une structure géologique par un événement plus récent.
La décroissance d’un isotope père radioactif en élément fils au cours du temps.
La comparaison des fossiles présents dans des formations éloignées.
La succession verticale des couches sédimentaires dans une formation géologique.

La décroissance d’un isotope père radioactif en élément fils au cours du temps.

Explication

La datation absolue repose sur la transformation progressive d’un isotope père radioactif en élément fils non radioactif ou radiogénique. La succession des couches sert plutôt à établir un ordre chronologique relatif.

18. Dans la méthode Rb/Sr, que permet de déduire la pente de l’isochrone construite à partir de plusieurs minéraux d’une même roche ?

L’âge de la roche, la pente de l’isochrone augmentant avec cet âge.
L’ordre de superposition des minéraux, la pente indiquant leur position verticale.
La température de formation de la roche, la pente diminuant avec cette température.
La durée d’existence d’une espèce, la pente dépendant de son abondance.

L’âge de la roche, la pente de l’isochrone augmentant avec cet âge.

Explication

La méthode Rb/Sr utilise les rapports isotopiques de plusieurs minéraux pour construire une isochrone dont la pente augmente avec l’âge de la roche. La superposition des couches, elle, renseigne sur leur ordre relatif et non sur cette pente.

19. Que permet d’établir la datation relative des événements géologiques ?

Leur âge absolu, sans établir leur succession chronologique.
Leur composition minéralogique, à partir des fossiles qu’ils contiennent.
Leur ordre chronologique, sans déterminer leur âge absolu.
Leur durée exacte, à partir de la quantité d’isotopes radioactifs.

Leur ordre chronologique, sans déterminer leur âge absolu.

Explication

La datation relative reconstitue l’ordre chronologique des événements géologiques sans leur attribuer un âge absolu. La mesure d’isotopes radioactifs relève plutôt de la datation absolue.

20. Dans une succession de couches non renversée, comment se situe une couche inférieure par rapport à celle qui la recouvre ?

Elle recoupe la couche située au-dessus d’elle et lui est postérieure.
Elle s’est formée au même âge que la couche située au-dessus d’elle.
Elle est plus ancienne que la couche située au-dessus d’elle.
Elle est plus récente que la couche située au-dessus d’elle.

Elle est plus ancienne que la couche située au-dessus d’elle.

Explication

Le principe de superposition indique qu’une couche est plus ancienne que celle qui la recouvre et plus récente que celle qu’elle recouvre. L’inversion de cet ordre est la confusion à éviter.

21. Une faille déforme et recoupe plusieurs couches géologiques : que permet d’établir le principe de recoupement ?

La faille s’est formée au même moment que les couches recoupées.
La faille est antérieure aux couches qu’elle recoupe.
La faille est plus ancienne que les inclusions contenues dans les couches.
La faille est postérieure aux couches qu’elle recoupe.

La faille est postérieure aux couches qu’elle recoupe.

Explication

Selon le principe de recoupement, un événement qui recoupe ou déforme une structure géologique lui est postérieur. Le principe de superposition concerne l’âge relatif des couches entre elles, et non celui d’une faille qui les recoupe.

22. Quelle combinaison de caractéristiques définit un fossile stratigraphique utile pour dater et corréler des formations ?

Une espèce actuelle, limitée à une région, abondante et de courte durée d’existence géologique.
Une espèce actuelle, largement répartie, rare et présente durant une longue période géologique.
Une espèce disparue, limitée à une région, abondante et présente durant une longue période géologique.
Une espèce disparue, largement répartie, abondante et de courte durée d’existence géologique.

Une espèce disparue, largement répartie, abondante et de courte durée d’existence géologique.

Explication

Un fossile stratigraphique appartient à une espèce disparue, abondante, largement distribuée et de courte durée d’existence à l’échelle géologique. Une longue durée d’existence rendrait le fossile moins précis pour distinguer les périodes.

23. Deux formations éloignées contiennent le même fossile stratigraphique : quelle conclusion découle du principe d’identité paléontologique ?

Elles se sont formées l’une après l’autre dans l’ordre où elles sont observées.
Elles appartiennent nécessairement à la même strate continue dans l’espace.
Elles peuvent être corrélées et sont considérées comme formées au même âge.
Elles ont la même composition minéralogique et la même épaisseur.

Elles peuvent être corrélées et sont considérées comme formées au même âge.

Explication

La présence du même fossile stratigraphique dans deux formations éloignées permet de les corréler et d’affirmer qu’elles se sont formées au même âge. Cela n’implique pas qu’elles constituent une seule strate continue.

24. Quel est l’objectif principal de la paléogéographie ?

Déterminer la composition minéralogique actuelle des couches profondes de la Terre
Cartographier les reliefs sous-marins formés au cours de l’époque contemporaine
Reconstituer le passé géographique de la Terre à l’aide de cartes des positions continentales à différentes époques
Mesurer les déplacements actuels des plaques à partir des séismes enregistrés

Reconstituer le passé géographique de la Terre à l’aide de cartes des positions continentales à différentes époques

Explication

La paléogéographie reconstitue les configurations géographiques anciennes et représente notamment la position des continents au cours des temps géologiques. L’étude des déplacements actuels des plaques relève de mesures contemporaines, et non de cette reconstruction du passé.

25. Quelle succession de phénomènes peut conduire à la formation d’un supercontinent comme la Pangée ?

La subduction ferme des océans, les masses continentales se rapprochent, puis elles entrent en collision
L’érosion réduit les reliefs continentaux, les sédiments comblent les océans, puis les terres émergent
La convection mantellique soulève les continents, les océans s’élargissent, puis les marges s’effondrent
Le rifting sépare les continents, de nouveaux océans s’ouvrent, puis les plaques s’éloignent

La subduction ferme des océans, les masses continentales se rapprochent, puis elles entrent en collision

Explication

La réunion continentale suit la fermeture des océans par subduction, le rapprochement des continents et leur collision, processus susceptible de former un supercontinent. Le rifting et l’ouverture de nouveaux océans décrivent au contraire une fragmentation continentale.

26. Quel processus caractérise une phase de fragmentation continentale ?

Le rifting accompagne l’ouverture de nouveaux domaines océaniques
La subduction consomme les océans et rapproche les masses continentales
La collision continentale assemble les continents en un supercontinent
L’érosion transforme les ceintures orogéniques en bassins sédimentaires

Le rifting accompagne l’ouverture de nouveaux domaines océaniques

Explication

La fragmentation débute par le rifting et s’accompagne de l’ouverture de nouveaux domaines océaniques. La subduction et la collision correspondent plutôt aux étapes de fermeture océanique et de réunion continentale.

27. Quelle idée caractérise le modèle du cycle de Wilson ?

Les continents migrent vers l’équateur sous l’effet de la rotation terrestre, sans former de cycles
Les océans changent de profondeur en fonction des variations cycliques du niveau marin
Les continents alternent entre des phases de regroupement et de dislocation, sous l’effet de la convection mantellique
Les chaînes de montagnes se succèdent selon une périodicité imposée par l’érosion des continents

Les continents alternent entre des phases de regroupement et de dislocation, sous l’effet de la convection mantellique

Explication

Wilson a proposé un modèle cyclique alternant regroupement et dislocation des continents, dont l’origine serait liée aux mouvements de convection du manteau. Les variations du niveau marin peuvent modifier les zones côtières, mais elles ne constituent pas le mécanisme proposé pour ce cycle.

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Que produit la fusion partielle des péridotites du manteau ?

Un magma.

Pourquoi le magma cristallise-t-il fractionnément ?

Ses minéraux ne cristallisent pas tous à la même température.

Que forme le refroidissement rapide du magma en surface ?

Un basalte à structure microlitique.

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