QCM : Intérieur et exploration de la Terre (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Parmi les propositions suivantes concernant la couche D’’, laquelle ou lesquelles sont exactes ?

Elle correspond à la base du manteau terrestre.
Elle se situe à la base de la croûte continentale.
Elle est associée à l’origine des volcans de points chauds.
Elle est à l’origine des séismes de surface plutôt que des volcans de points chauds.
Elle est chauffée par le noyau.

Elle correspond à la base du manteau terrestre. · Elle est associée à l’origine des volcans de points chauds. · Elle est chauffée par le noyau.

Explication

La couche D’’ se trouve à la base du manteau, est chauffée par le noyau et est à l’origine des volcans de points chauds. Elle n’est donc ni située à la base de la croûte ni associée ici à l’origine des séismes de surface.

2. Un profil thermique indique un gradient de 0,5 ∘C/km0{,}5\ ^\circ\mathrm{C/km} dans l’asthénosphère. Quelles interprétations sont exactes ?

La convection y transfère la chaleur plus efficacement que la conduction, ce qui explique ce faible gradient.
Le faible gradient asthénosphérique s’explique par une conduction plus efficace que la convection.
Un gradient asthénosphérique proche de 30 ∘C/km30\ ^\circ\mathrm{C/km} est typique de cette enveloppe.
À la surface terrestre, le gradient de température est souvent proche de 30 ∘C/km30\ ^\circ\mathrm{C/km}.
La valeur de 0,5 ∘C/km0{,}5\ ^\circ\mathrm{C/km} correspond habituellement au gradient thermique de surface.

La convection y transfère la chaleur plus efficacement que la conduction, ce qui explique ce faible gradient. · À la surface terrestre, le gradient de température est souvent proche de $$30\ ^\circ\mathrm{C/km}$$.

Explication

Dans l’asthénosphère, la convection transfère la chaleur plus efficacement que la conduction et le gradient est de 0,5 ∘C/km0{,}5\ ^\circ\mathrm{C/km}. À la surface, le gradient est souvent proche de 30 ∘C/km30\ ^\circ\mathrm{C/km} ; les deux valeurs et l’explication par la conduction sont donc attribuées à tort.

3. Concernant la discontinuité du Moho et son identification :

Le Moho sépare la croûte terrestre du manteau sous-jacent.
La discontinuité du Moho a été mise en évidence par une onde directe non réfractée.
Le Moho désigne l’interface entre le manteau et le noyau externe.
Mohorovicic a identifié le Moho grâce à une onde sismique de surface.
Mohorovicic a mis en évidence le Moho à l’aide d’une onde conique réfractée.

Le Moho sépare la croûte terrestre du manteau sous-jacent. · Mohorovicic a mis en évidence le Moho à l’aide d’une onde conique réfractée.

Explication

Mohorovicic a mis en évidence le Moho avec une onde conique réfractée, et cette discontinuité sépare la croûte du manteau. Les autres propositions substituent une onde de surface ou directe à l’onde réfractée, ou attribuent au Moho une interface différente.

4. Pour comparer la densité de roches continentales, océaniques et mantelliques, quelles propositions sont exactes ?

Les roches du manteau ont une densité voisine de 2,9, comparable aux roches océaniques.
La densité des roches du manteau est voisine de 3,3, supérieure aux deux valeurs crustales.
Les roches plus chaudes se déforment plutôt de manière fragile, contrairement aux roches froides.
Des roches froides peuvent se déformer de façon fragile, tandis que des roches plus chaudes peuvent être ductiles.
La densité des roches continentales est voisine de 2,8, contre 2,9 pour les océaniques.

La densité des roches du manteau est voisine de 3,3, supérieure aux deux valeurs crustales. · Des roches froides peuvent se déformer de façon fragile, tandis que des roches plus chaudes peuvent être ductiles. · La densité des roches continentales est voisine de 2,8, contre 2,9 pour les océaniques.

Explication

Les valeurs voisines sont 2,8 pour la croûte continentale, 2,9 pour la croûte océanique et 3,3 pour le manteau. Le comportement fragile est associé aux roches froides et le comportement ductile aux roches plus chaudes; les roches sont aussi élastiques.

5. Une équipe compare la pesanteur en deux sites différant par leur latitude, leur altitude et leur sous-sol. Concernant cette mesure et l’anomalie de Bouguer, quelles propositions sont exactes ?

L’anomalie de Bouguer fournit une méthode d’estimation de la densité des roches profondes.
La densité des roches sous les stations peut intervenir dans la valeur locale de la pesanteur.
La différence de latitude entre les sites peut contribuer à une variation de la pesanteur mesurée.
Une variation d’altitude entre les deux stations peut modifier la valeur locale de la pesanteur.
La configuration du relief voisin fait partie des facteurs influençant la pesanteur mesurée.

L’anomalie de Bouguer fournit une méthode d’estimation de la densité des roches profondes. · La densité des roches sous les stations peut intervenir dans la valeur locale de la pesanteur. · La différence de latitude entre les sites peut contribuer à une variation de la pesanteur mesurée. · Une variation d’altitude entre les deux stations peut modifier la valeur locale de la pesanteur. · La configuration du relief voisin fait partie des facteurs influençant la pesanteur mesurée.

Explication

La pesanteur dépend de la latitude, de l’altitude, du relief voisin et de la densité des roches du sous-sol. L’anomalie de Bouguer permet d’estimer cette densité.

6. À la suite d’un choc dans un solide, quelles propositions décrivent les ondes sismiques et la vitesse des ondes P ?

Dans les roches, les ondes P se déplacent à environ 1 500 m/s.
Dans l’eau, la vitesse des ondes P est d’environ 1 500 m/s.
Dans l’air, la vitesse des ondes P est d’environ 330 m/s.
Les ondes P, S et L sont toutes des ondes de surface produites par un choc.
Des ondes P, S et L de surface peuvent se propager après un choc dans un solide.

Dans l’eau, la vitesse des ondes P est d’environ 1 500 m/s. · Dans l’air, la vitesse des ondes P est d’environ 330 m/s. · Des ondes P, S et L de surface peuvent se propager après un choc dans un solide.

Explication

Un choc dans un solide peut engendrer des ondes P, S et L de surface. La vitesse des ondes P est d’environ 1 500 m/s dans l’eau et 330 m/s dans l’air; dans les roches, elle atteint plusieurs kilomètres par seconde.

7. Dans deux couches horizontales, une onde sismique traverse successivement une couche lente puis une couche rapide. Concernant son orientation :

Dans la couche lente, l’onde tend à s’horizontaliser au cours de sa propagation.
Dans la couche rapide, la trajectoire de l’onde tend à devenir plus verticale.
Dans la couche rapide, l’onde conserve une trajectoire plus verticale.
Dans la couche lente, la trajectoire de l’onde tend à devenir plus verticale.
L’angle d’incidence augmente lorsque la vitesse de propagation augmente.

Dans la couche lente, la trajectoire de l’onde tend à devenir plus verticale. · L’angle d’incidence augmente lorsque la vitesse de propagation augmente.

Explication

Dans une couche lente, l’onde se verticalise, et l’angle d’incidence augmente avec la vitesse. Une couche rapide horizontalise l’onde plutôt que de la verticaliser; les deux autres propositions inversent également les orientations associées aux vitesses.

8. Concernant la couche limite située à la séparation du noyau et du manteau :

Elle correspond à la limite entre le manteau supérieur et la croûte.
Elle se situe à l’interface entre le noyau et le manteau.
Elle se situe à la frontière entre la lithosphère et l’asthénosphère.
La chaleur la franchit difficilement.
La chaleur la traverse plus aisément que les autres régions internes.

Elle se situe à l’interface entre le noyau et le manteau. · La chaleur la franchit difficilement.

Explication

La couche limite concernée se trouve à la séparation du noyau et du manteau, et la chaleur la franchit difficilement. Les frontières lithosphère-asthénosphère et manteau-croûte ne désignent pas cette limite, et une traversée aisée contredit son rôle thermique.

9. Une onde atteint une interface entre une couche superficielle lente et une couche profonde plus rapide. Parmi les propositions suivantes concernant l’onde réfractée, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Une onde conique apparaît lorsque la vitesse diminue avec la profondeur.
La réfraction conique est favorisée par des vitesses identiques dans les deux couches.
La différence de vitesse entre les couches favorise l’apparition d’une onde conique réfractée.
Une onde conique apparaît lorsque la couche profonde est moins rapide que la couche superficielle.
Une couche profonde plus rapide que les couches superficielles permet une réfraction conique.

La différence de vitesse entre les couches favorise l’apparition d’une onde conique réfractée. · Une couche profonde plus rapide que les couches superficielles permet une réfraction conique.

Explication

Une onde conique réfractée apparaît si la vitesse de la couche profonde dépasse celle des couches superficielles. Une couche profonde moins rapide ou de vitesse identique ne satisfait pas cette condition, et une diminution de vitesse avec la profondeur correspond à la situation inverse.

10. On caractérise un solide dont la masse volumique est de 2 500 kg/m³. Concernant la densité et la masse volumique :

Sa densité, rapport à la masse volumique de l’eau, vaut 2,5.
La masse volumique de l’eau utilisée comme référence vaut 1 kg/m³.
La densité du solide est sans unité puisqu’elle est un rapport de masses volumiques.
Sa densité se calcule en divisant 1 000 kg/m³ par 2 500 kg/m³.
Sa masse volumique s’exprime en kg/m³ dans le système indiqué.

Sa densité, rapport à la masse volumique de l’eau, vaut 2,5. · La densité du solide est sans unité puisqu’elle est un rapport de masses volumiques. · Sa masse volumique s’exprime en kg/m³ dans le système indiqué.

Explication

La densité vaut 2500/1000=2,52500/1000=2{,}5, car elle rapporte la masse volumique du solide à celle de l’eau. La masse volumique s’exprime en kg/m³ et le rapport de deux masses volumiques est sans unité; la référence n’est pas 1 kg/m³ et le rapport ne s’inverse pas.

11. Concernant l’interprétation de la zone d’ombre sismique :

La zone d’ombre situe le noyau à environ 290 km sous la surface terrestre.
La profondeur associée au noyau est d’environ 2900 km sous la surface.
La zone d’ombre situe le noyau à environ 2900 km au-dessus de la surface.
La zone d’ombre indique la présence du noyau au cœur de la Terre.
La zone d’ombre révèle la présence du manteau à environ 2900 km de profondeur.

La profondeur associée au noyau est d’environ 2900 km sous la surface. · La zone d’ombre indique la présence du noyau au cœur de la Terre.

Explication

La zone d’ombre indique la présence du noyau, situé à environ 2900 km sous la surface. Les valeurs de 290 km et la position au-dessus de la surface sont erronées; l’objet mis en évidence est le noyau, et non le manteau.

12. Dans un modèle thermique terrestre, comment caractériser les transferts de chaleur dans la lithosphère et l’asthénosphère ?

Le gradient thermique dans l’asthénosphère est proche de 30 °C/km, car la convection transfère efficacement la chaleur.
La lithosphère transfère principalement la chaleur par conduction, tandis que l’asthénosphère la transfère par convection.
À la limite noyau-manteau, la chaleur franchit facilement la couche limite.
Dans l’asthénosphère, la convection transfère la chaleur moins efficacement que la conduction.
La conduction, la convection et le rayonnement sont des modes de transfert thermique possibles.

La lithosphère transfère principalement la chaleur par conduction, tandis que l’asthénosphère la transfère par convection. · La conduction, la convection et le rayonnement sont des modes de transfert thermique possibles.

Explication

Dans la lithosphère, le transfert thermique se fait principalement par conduction, tandis que dans l’asthénosphère il se fait par convection. La conduction, la convection et le rayonnement sont des modes possibles de transfert thermique. Le gradient thermique dans l’asthénosphère est proche de 0,5 °C/km, et non de 30 °C/km ; la convection y transfère la chaleur plus efficacement que la conduction. À la limite noyau-manteau, la chaleur franchit difficilement la couche limite.

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Qu’est-ce qu’un ellipsoïde de révolution ?

Une forme proche de celle de la Terre, légèrement aplatie aux pôles par la force centrifuge due à sa rotation.

Qu’est-ce que le géoïde ?

Une surface équipotentielle horizontale, perpendiculaire à la pesanteur, correspondant au niveau moyen des mers.

De quels facteurs dépend la valeur de la pesanteur ?

De la latitude, de l’altitude, du relief voisin et de la densité des roches du sous-sol.

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