QCM : L’histoire de l’âge de la Terre (17 questions)

Questions et réponses du QCM

1. À quelle date James Ussher situe-t-il la création de la Terre en s’appuyant sur les généalogies bibliques ?

Le 22 octobre 4004 avant J.-C.
Le 22 octobre 4004 après J.-C.
Le 22 octobre 3004 avant J.-C.
Le 22 septembre 4004 avant J.-C.

Le 22 octobre 4004 avant J.-C.

Explication

Ussher déduit des généalogies bibliques que la création de la Terre a eu lieu le 22 octobre 4004 avant J.-C. Aristote, contrairement à Ussher, considérait la Terre comme éternelle et ne lui attribuait pas de date de création.

2. Quelle démarche Buffon suit-il pour évaluer une hypothèse par une étude scientifique ?

Il conçoit un protocole, formule une hypothèse après l’expérience, puis écarte les résultats contradictoires.
Il formule une hypothèse, conclut à sa validité, puis choisit les observations qui la confirment.
Il observe un phénomène, établit une conclusion définitive, puis conçoit une expérience pour la vérifier.
Il énonce un problème, formule une hypothèse, la teste par un protocole et interprète les résultats avant de conclure.

Il énonce un problème, formule une hypothèse, la teste par un protocole et interprète les résultats avant de conclure.

Explication

La démarche de Buffon enchaîne la formulation du problème et de l’hypothèse, la conception d’un test, l’expérimentation associée aux observations, puis l’interprétation et la conclusion. L’option qui place la conclusion avant les observations inverse le rôle des résultats dans l’évaluation de l’hypothèse.

3. Comment Buffon s’y prend-il en 1774 pour estimer le refroidissement d’une Terre de grande taille ?

Il mesure la température de strates sédimentaires, calcule leur vitesse de dépôt, puis extrapole ce rythme à la Terre entière.
Il observe l’érosion d’une vallée, mesure sa largeur, puis extrapole ce rythme à une sphère de la taille terrestre.
Il chauffe une sphère de la taille terrestre, mesure son refroidissement, puis extrapole les résultats aux boulets de fer.
Il chauffe à blanc des boulets de canon en alliage de fer, mesure leur refroidissement, puis extrapole un modèle à une sphère de la taille terrestre.

Il chauffe à blanc des boulets de canon en alliage de fer, mesure leur refroidissement, puis extrapole un modèle à une sphère de la taille terrestre.

Explication

Buffon mesure la durée de refroidissement de boulets de canon en alliage de fer chauffés à blanc, puis extrapole le modèle à une sphère aussi grande que la Terre. La mesure de l’érosion d’une vallée correspond à une autre approche, associée à Darwin.

4. Que signifie le principe d’actualisme formulé par Charles Lyell ?

Les mécanismes sédimentaires du passé étaient différents de ceux qui agissent aujourd’hui.
Les mécanismes sédimentaires observables aujourd’hui peuvent aussi s’appliquer aux phénomènes du passé.
Les durées de dépôt actuelles permettent à elles seules de déterminer l’âge de chaque strate ancienne.
Les fossiles présents dans les strates actuelles permettent de prévoir ceux des strates anciennes.

Les mécanismes sédimentaires observables aujourd’hui peuvent aussi s’appliquer aux phénomènes du passé.

Explication

L’actualisme de Lyell consiste à appliquer au passé les mécanismes sédimentaires que l’on observe dans le présent. L’estimation d’un âge à partir des durées de dépôt est une méthode distincte, et non la définition de l’actualisme.

5. Quel intervalle de vitesses de sédimentation a été proposé pour estimer la durée de dépôt des strates ?

De 0,019 à 0,0229 cm/an.
De 0,019 à 0,229 cm/an.
De 0,0019 à 0,229 cm/an.
De 0,0019 à 0,0229 cm/an.

De 0,0019 à 0,0229 cm/an.

Explication

Les vitesses proposées vont de 0,0019 à 0,0229 cm/an. L’intervalle allant de 0,019 à 0,229 cm/an décale les deux bornes d’un facteur dix.

6. Pour calculer une vitesse de sédimentation à partir d’une distance déposée dd et d’une durée tt, quelle relation faut-il utiliser ?

V=dtV = \frac{d}{t}
V=d×tV = d \times t
V=tdV = \frac{t}{d}
V=d−tV = d - t

$$V = \frac{d}{t}$$

Explication

La vitesse est la distance parcourue divisée par la durée, soit V=dtV = \frac{d}{t}. Le rapport inverse donne une durée par unité de distance, et non une vitesse.

7. Quels éléments Darwin utilise-t-il dans la première édition de L’origine des espèces pour estimer le temps de creusement de la vallée du Weald ?

Une largeur de vallée de 35 km et une vitesse d’érosion de 0,46 pouce par siècle.
Une épaisseur de strates de 35 km et une vitesse de dépôt de 0,46 pouce par siècle.
Une largeur de vallée de 22 km et une vitesse d’érosion de 0,46 pouce par an.
Une largeur de vallée de 35 km et une vitesse de dépôt de 0,46 pouce par siècle.

Une largeur de vallée de 35 km et une vitesse d’érosion de 0,46 pouce par siècle.

Explication

Darwin s’appuie sur la largeur de 35 km de la vallée du Weald et sur une vitesse d’érosion de 0,46 pouce par siècle. Une vitesse de dépôt concerne la sédimentation, pas le creusement de la vallée.

8. Quelle estimation Darwin avance-t-il en 1859 pour l’âge de la Terre et sa compatibilité avec l’évolution biologique ?

Environ 100 millions d’années, une durée qu’il juge compatible avec l’évolution biologique.
Environ un milliard d’années au minimum, sans lien avec la durée de l’évolution biologique.
Au moins 300 millions d’années, avec une estimation pouvant atteindre un milliard d’années.
Au moins 300 millions d’années, sans possibilité d’atteindre un milliard d’années.

Au moins 300 millions d’années, avec une estimation pouvant atteindre un milliard d’années.

Explication

Darwin estime que la Terre a au moins 300 millions d’années et que son âge peut atteindre un milliard d’années, ce qui laisse du temps à l’évolution biologique. L’estimation de 100 millions d’années est associée à Kelvin, et non à Darwin.

9. Quelle méthode William Thomson, dit Lord Kelvin, reprend-il en 1863 pour étudier le refroidissement terrestre ?

La méthode de convection de Perry, en utilisant le déplacement des roches
La méthode de refroidissement de Buffon, en utilisant l’équation de la chaleur de Fourier
La méthode de datation des météorites, en utilisant les isotopes du plomb
La méthode de désintégration radioactive de Becquerel, en utilisant l’uranium

La méthode de refroidissement de Buffon, en utilisant l’équation de la chaleur de Fourier

Explication

En 1863, Thomson reprend l’approche de refroidissement de Buffon et l’associe à l’équation de la chaleur formulée par Fourier. La datation des météorites et des isotopes du plomb relève d’une démarche radiochronologique ultérieure.

10. Dans le modèle de Kelvin, quel mécanisme physique explique la diminution du gradient géothermique au cours du temps ?

La diffusion de la chaleur dans les roches, décrite par les lois physiques de la conduction
Le déplacement de matière dans les roches, qui transporte la chaleur par convection
La formation de nouvelles roches en profondeur, qui accroît leur température avec le temps
La désintégration des éléments pères, qui libère de la chaleur dans les roches

La diffusion de la chaleur dans les roches, décrite par les lois physiques de la conduction

Explication

Kelvin modélise l’évolution du gradient géothermique à partir de la diffusion de la chaleur dans les roches. La convection transporte aussi de la chaleur, mais elle implique un déplacement de matière plutôt que la conduction décrite par son modèle.

11. Quelle valeur la radiochronologie fixe-t-elle aujourd’hui pour l’âge de la Terre ?

Environ 4,57 millions d’années
Environ 100 millions d’années
Environ 4,57 milliards d’années
Au moins 300 millions d’années

Environ 4,57 milliards d’années

Explication

La radiochronologie établit l’âge actuel de la Terre à 4,57 milliards d’années. L’estimation de 100 millions d’années est celle de Kelvin, tandis que 300 millions d’années correspond à la prévision minimale attribuée à Darwin.

12. Quelle estimation de l’âge terrestre Lord Kelvin tire-t-il des lois de la thermodynamique et de la modélisation ?

Environ 4,57 milliards d’années
Environ 4,57 millions d’années
Au moins 300 millions d’années
Environ 100 millions d’années

Environ 100 millions d’années

Explication

À partir des lois de la thermodynamique et de la modélisation, Kelvin estime l’âge de la Terre à 100 millions d’années. L’estimation d’au moins 300 millions d’années est associée à Darwin, et non à Kelvin.

13. Quelle objection John Perry formule-t-il en 1895 à propos du refroidissement terrestre ?

L’accrétion transporte la chaleur des profondeurs vers la surface par déplacement de matière et modifie le refroidissement
La convection transporte la chaleur des profondeurs vers la surface par déplacement de matière et modifie le refroidissement
La radioactivité transporte la chaleur des profondeurs vers la surface par déplacement de matière et modifie le refroidissement
La conduction transporte la chaleur des profondeurs vers la surface par déplacement de matière et modifie le refroidissement

La convection transporte la chaleur des profondeurs vers la surface par déplacement de matière et modifie le refroidissement

Explication

Perry souligne que la convection déplace de la matière et transporte ainsi la chaleur des profondeurs vers la surface, ce qui modifie fortement le refroidissement. La conduction transfère la chaleur sans déplacement de matière.

14. Que désigne le temps de demi-vie d’un élément radioactif père ?

La durée nécessaire pour que la moitié de sa quantité se désintègre
La durée nécessaire pour que la totalité de sa quantité se désintègre
La durée nécessaire pour que sa quantité double par désintégration
La durée nécessaire pour que la moitié de ses éléments fils se désintègre

La durée nécessaire pour que la moitié de sa quantité se désintègre

Explication

Le temps de demi-vie est la durée au terme de laquelle la moitié de la quantité d’éléments pères radioactifs s’est désintégrée. Il ne correspond pas à la disparition de la totalité des éléments pères.

15. En radiochronologie, quelle distinction s’applique aux éléments pères et aux éléments fils ?

Les éléments pères sont radiogéniques et se désintègrent, tandis que les éléments fils formés sont radioactifs
Les éléments pères sont radioactifs et se désintègrent, tandis que les éléments fils formés sont stables dès leur création
Les éléments pères sont stables et s’accumulent, tandis que les éléments fils formés sont radioactifs
Les éléments pères sont radioactifs et se désintègrent, tandis que les éléments fils formés sont radiogéniques

Les éléments pères sont radioactifs et se désintègrent, tandis que les éléments fils formés sont radiogéniques

Explication

Les éléments pères sont radioactifs et leur désintégration produit des éléments fils dits radiogéniques. Qualifier les éléments pères de radiogéniques inverse les rôles des deux catégories.

16. Quels isotopes du plomb résultent respectivement de la désintégration de l’uranium 235 et de l’uranium 238 ?

Le plomb 206 et le plomb 207
Le plomb 204 et le plomb 207
Le plomb 207 et le plomb 204
Le plomb 207 et le plomb 206

Le plomb 207 et le plomb 206

Explication

L’uranium 235 donne du plomb 207, tandis que l’uranium 238 donne du plomb 206; ces deux isotopes du plomb sont stables. Inverser les isotopes produits par les deux isotopes d’uranium est une confusion fréquente.

17. Pourquoi Patterson utilise-t-il le plomb 204 pour normaliser les quantités de plomb 207 et de plomb 206 dans ses échantillons de météorites ?

Parce que le plomb 204 est produit par l’uranium 238 au même rythme que le plomb 206
Parce que la quantité de plomb 204 augmente avec la désintégration des isotopes d’uranium
Parce que la quantité de plomb 204 n’a pas varié depuis la fermeture du système
Parce que le plomb 204 résulte de la désintégration de l’uranium 235

Parce que la quantité de plomb 204 n’a pas varié depuis la fermeture du système

Explication

Patterson s’appuie sur le plomb 204 comme référence car sa quantité est restée inchangée depuis la fermeture du système, ce qui permet de normaliser les quantités de plomb 207 et 206. Le plomb 204 n’est pas le produit de désintégration de l’uranium 235.

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Qui situe la création de la Terre au 22 octobre 4004 avant J.-C. ?

James Ussher.

Sur quoi James Ussher fonde-t-il sa datation de la création de la Terre ?

Sur les généalogies bibliques.

Quelle référence est associée à la démarche scientifique de Buffon ?

Buffon, 1774.

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