Flashcards : Les grands cycles du carbone (74 cartes)

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1Question

En biogéosciences, qu’est-ce qu’une molécule organique ?

Réponse

Une molécule carbonée présente sur Terre majoritairement grâce à l’activité métabolique des êtres vivants.

2Question

Où trouve-t-on notamment le carbone réduit ?

Réponse

Dans la biomasse actuelle et fossile.

3Question

Quelles formes contiennent notamment le carbone oxydé ?

Réponse

Le CO, le CO₂ et les carbonates.

4Question

Quels sont les sept réservoirs majeurs de carbone selon Kandasamy, Front.Mar.Sci.3 :259, 2016 ?

Réponse

Le manteau, les carbonates, le carbone organique fossile, l’atmosphère, l’hydrosphère, la biosphère et la nécrosphère.

5Question

Quelle quantité de carbone contient le manteau selon Kandasamy, Front.Mar.Sci.3 :259, 2016 ?

Réponse

Environ 10910^9 Gt.

6Question

Quelle quantité de carbone contiennent les carbonates selon Kandasamy, Front.Mar.Sci.3 :259, 2016 ?

Réponse

Environ 80×10680 \times 10^6 Gt.

7Question

Quelle quantité de carbone contient l’atmosphère selon Kandasamy, Front.Mar.Sci.3 :259, 2016 ?

Réponse

Environ 829 Gt.

8Question

Quelle quantité de carbone contient l’hydrosphère selon Kandasamy, Front.Mar.Sci.3 :259, 2016 ?

Réponse

Environ 39 000 Gt.

9Question

Qu’est-ce que l’assimilation du carbone ?

Réponse

La conversion du carbone inorganique en molécules organiques par des organismes autotrophes au carbone.

10Question

Quel est le bilan théorique de l’assimilation du CO₂ en ose ?

Réponse

CO2+H2O→O2+CH2O\mathrm{CO_2 + H_2O \rightarrow O_2 + CH_2O}

11Question

Quelle source d’énergie les photolithotrophes utilisent-ils pour assimiler le CO₂ ?

Réponse

L’énergie lumineuse.

12Question

Quelle source d’énergie les chimiolithotrophes utilisent-ils pour assimiler le CO₂ ?

Réponse

L’énergie chimique.

13Question

Quel est le bilan théorique de la minéralisation de la matière organique ?

Réponse

CH2O+O2→H2O+CO2\mathrm{CH_2O + O_2 \rightarrow H_2O + CO_2}

14Question

Quels sont les deux processus de production du méthane décrits ?

Réponse

La thermométhanisation abiotique et la biométhanisation.

15Question

Quelles archées réalisent la biométhanisation du méthane ?

Réponse

Des archées méthanogènes strictement anaérobies.

16Question

Par quels deux mécanismes l’océan superficiel prélève-t-il le CO₂ atmosphérique ?

Réponse

Par dissolution physique et consommation biologique dans la zone photique.

17Question

De quoi dépend notamment le sens net des échanges de CO₂ entre l’air et l’eau ?

Réponse

Du gradient de pression partielle entre l’air et l’eau.

18Question

Comment s’écrit la dissolution du CO₂ dans l’eau ?

Réponse

CO2(g)⇌CO2(aq)\mathrm{CO_2(g) \rightleftharpoons CO_2(aq)}

19Question

Pourquoi la précipitation biologique du CaCO₃ consomme-t-elle indirectement du CO₂ atmosphérique ?

Réponse

Elle mobilise des ions bicarbonate dont la formation a prélevé du CO₂.

20Question

Quel rôle joue l’altération des roches carbonatées et silicatées pour le CO₂ atmosphérique ?

Réponse

Elle constitue une pompe chimique.

21Question

Par quel processus les roches crustales ou mantelliques libèrent-elles du CO₂ piégé ?

Réponse

Par le volcanisme, dans l’atmosphère et l’hydrosphère.

22Question

Que mesure le temps de résidence d’un élément dans un réservoir ?

Réponse

Le temps passé par l’élément dans le réservoir.

23Question

Comment estime-t-on le temps de résidence d’un élément dans un réservoir ?

Réponse

Par le rapport entre sa masse dans le réservoir et la moyenne des flux entrants et sortants.

24Question

Quelle formule exprime le temps de résidence en fonction de la masse et des flux ?

Réponse

τ=M(Fe+Fs)/2\tau = \frac{M}{(F_e + F_s)/2}

25Question

Que représentent FeF_e et FsF_s dans la formule du temps de résidence ?

Réponse

Les flux entrant et sortant du réservoir.

26Question

À quelle condition un réservoir est-il en état stationnaire ?

Réponse

Ses flux entrants et sortants sont égaux.

27Question

Quel effet l’état stationnaire a-t-il sur la masse d’un réservoir ?

Réponse

Il maintient sa masse constante.

28Question

Quels processus rendent les flux naturels de carbone très lents ?

Réponse

Le métamorphisme, la fossilisation et la subduction.

29Question

Qu’est-ce que le cycle court du carbone ?

Réponse

La circulation rapide du carbone entre l’atmosphère, l’hydrosphère et la biosphère, principalement par assimilation et désassimilation.

30Question

Qu’est-ce que le cycle long du carbone ?

Réponse

La circulation lente du carbone, principalement sous forme oxydée, entre les réservoirs océaniques, crustaux et mantelliques par des processus géologiques.

31Question

Combien de temps le carbone réside-t-il dans les océans ?

Réponse

De 200 à 100 000 ans.

32Question

Combien de temps le carbone réside-t-il dans les carbonates de calcium ?

Réponse

Environ 200 millions d’années.

33Question

Quels facteurs favorisent la préservation de la matière organique sédimentaire ?

Réponse

Une forte productivité biologique, le confinement des eaux, une faible porosité des sédiments ou un enfouissement rapide par des apports terrigènes.

34Question

Que désigne la CCD dans la sédimentation carbonatée ?

Réponse

La profondeur au-delà de laquelle le carbonate de calcium peut se dissoudre et où la sédimentation carbonatée disparaît généralement.

35Question

À quelle profondeur les tests d’aragonite se dissolvent-ils selon Jambon et Thomas ?

Réponse

Vers 3 000 m.

36Question

Dans quel ouvrage Jambon et Thomas indiquent-ils les profondeurs de dissolution des tests carbonatés ?

Réponse

*Géochimie*, 2009.

37Question

À quelle profondeur les tests de calcite se dissolvent-ils selon Jambon et Thomas ?

Réponse

Vers 4 000 m.

38Question

Quelle est la teneur moyenne en carbone de la croûte terrestre ?

Réponse

200 ppm en masse des matériaux rocheux.

39Question

Quelles sont quelques formes inorganiques du carbone ?

Réponse

Le CO₂, HCO₃⁻, H₂CO₃, les carbonates, le CO et le CH₄.

40Question

Quelle forme du carbone prédomine dans les eaux proches de la neutralité ?

Réponse

HCO₃⁻.

41Question

Quelle forme du carbone domine lorsque le pH est inférieur à 5 ?

Réponse

H₂CO₃.

42Question

Quelle forme du carbone domine lorsque le pH est supérieur à 10 ?

Réponse

CO₃²⁻.

43Question

Quelle quantité de carbone contient la nécrosphère ?

Réponse

Environ 1 950 Gt, selon une estimation comprise entre 1 500 et 2 400 Gt.

44Question

Quelle part de la biomasse totale représente la biomasse océanique ?

Réponse

Environ 0,5 %.

45Question

Combien de fois plus de carbone les eaux océaniques contiennent-elles que l’atmosphère ?

Réponse

Environ 50 fois plus.

46Question

Quelle réaction la Rubisco catalyse-t-elle lors de l’assimilation du carbone ?

Réponse

La carboxylation du ribulose-1,5-bisphosphate en phosphoglycérate.

47Question

Quel composé peut se former lors de la décomposition de la nécromasse ?

Réponse

L’humus.

48Question

Que peut-il arriver aux molécules de l’humus après sa formation ?

Réponse

Elles peuvent subir une minéralisation secondaire lente.

49Question

Quelles sources de carbone les archées méthanogènes peuvent-elles utiliser ?

Réponse

Des acides organiques, du méthanol ou du CO₂.

50Question

En quoi le méthane atmosphérique peut-il être oxydé de façon abiotique ?

Réponse

En CO₂, selon CH4+2 O2→2 H2O+CO2\mathrm{CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow 2\,H_2O + CO_2}.

51Question

Que sont les clathrates de méthane ?

Réponse

Des assemblages cristallins instables d’eau gelée dont les cages renferment notamment du méthane.

52Question

Quelles conditions favorisent la formation des clathrates de méthane ?

Réponse

Une basse température et une pression élevée.

53Question

À partir de quelle profondeur et sous quelle température les clathrates peuvent-ils se former dans les sédiments océaniques ?

Réponse

À partir de 750 m de profondeur et en dessous de 10 °C.

54Question

À combien estime-t-on le carbone contenu dans le méthane des clathrates des sols et sédiments océaniques ?

Réponse

À 10 000 Gt de carbone, avec une forte incertitude pour les fonds océaniques.

55Question

Où la dissolution du CO₂ est-elle favorisée, et où le dégazage prédomine-t-il ?

Réponse

La dissolution est favorisée aux hautes latitudes froides ; le dégazage prédomine aux basses latitudes chaudes.

56Question

Quelle est la forme carbonée dissoute majoritaire aux pH courants des eaux continentales et océaniques ?

Réponse

L’ion bicarbonate HCO3−\mathrm{HCO_3^-}.

57Question

Quels organismes planctoniques produisent des tests carbonatés ?

Réponse

Les coccolithophoridés du phytoplancton et les foraminifères du zooplancton.

58Question

De quelle matière sont surtout constitués les tests carbonatés des coccolithophoridés et des foraminifères ?

Réponse

De calcite.

59Question

Quelle équation représente l’altération du feldspath potassique en illite ?

Réponse

3 Si3AlO8K+14 H2O+2 CO2→Si3Al3O10(OH)2K+6 Si(OH)4+2 K++2 HCO3−\mathrm{3\,Si_3AlO_8K + 14\,H_2O + 2\,CO_2 \rightarrow Si_3Al_3O_{10}(OH)_2K + 6\,Si(OH)_4 + 2\,K^+ + 2\,HCO_3^-}

60Question

Quelle équation décrit l’altération du silicate calcique CaMgSiO3\mathrm{CaMgSiO_3} ?

Réponse

CaMgSiO3+4 CO2+6 H2O⇌Ca2++Mg2++4 HCO3−+2 Si(OH)4\mathrm{CaMgSiO_3 + 4\,CO_2 + 6\,H_2O \rightleftharpoons Ca^{2+} + Mg^{2+} + 4\,HCO_3^- + 2\,Si(OH)_4}

61Question

Quelle équation décrit la production de pyroxène calcique et de CO₂ par métamorphisme du carbonate de calcium ?

Réponse

CaCO3+SiO2⇌CaSiO3+CO2\mathrm{CaCO_3 + SiO_2 \rightleftharpoons CaSiO_3 + CO_2}

62Question

Quel réservoir est plus réactif aux perturbations à flux importants ?

Réponse

Un réservoir de faible masse.

63Question

Combien de temps le carbone réside-t-il dans la biosphère ?

Réponse

De quelques semaines à cinq ans.

64Question

Combien de temps le carbone réside-t-il dans l’atmosphère ?

Réponse

Quelques années.

65Question

Combien de temps le carbone réside-t-il dans la litière végétale ?

Réponse

Quelques mois.

66Question

Quel temps de résidence le carbone du complexe argilo-humique peut-il avoir ?

Réponse

Plusieurs milliers d’années.

67Question

Que peut devenir une partie de la matière organique qui échappe à la minéralisation ?

Réponse

Elle peut être fossilisée et rejoindre les réservoirs de kérogènes, de charbons ou de pétroles.

68Question

Que produit progressivement la diagenèse à partir de la matière organique fossilisée ?

Réponse

Des kérogènes.

69Question

Que peut former le craquage du kérogène ?

Réponse

Des hydrocarbures.

70Question

Comment les asphaltènes, huiles et gaz se distinguent-ils ?

Réponse

Par leur nombre d’atomes de carbone : plus de 40 pour les asphaltènes, de 5 à 40 pour les huiles et moins de 5 pour les gaz.

71Question

Entre quelles températures se situe la fenêtre de formation du pétrole ?

Réponse

Entre 60 et 100 °C.

72Question

Quelle abondance favorise la conservation de tests carbonatés sous la CCD ?

Réponse

Une productivité planctonique abondante.

73Question

Quel type de flux favorise la conservation de tests carbonatés sous la CCD ?

Réponse

Un flux terrigène important.

74Question

Dans quoi les tests carbonatés peuvent-ils être emballés pour être conservés sous la CCD ?

Réponse

Dans les fèces d’organismes planctonophages.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 25 questions sur Les grands cycles du carbone.

1. En biogéosciences, qu’est-ce qui caractérise principalement une molécule organique présente sur Terre ?

2. Une étude détecte du carbone dans de la biomasse fossile et dans des carbonates. Quelle classification correspond à ces formes de carbone ?

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