QCM : Oxygène et ozone dans l’atmosphère (21 questions)

Explication

Vers −4,6 Ga, l’atmosphère primitive contenait 80 % de vapeur d’eau, 15 % de CO₂ et 5 % de N₂, sans dioxygène. L’inversion de H₂O et CO₂ confond leurs proportions, 78 % de N₂ reprend la valeur actuelle, et la présence de O₂ contredit son absence initiale.

Explication

L’atmosphère primitive provenait à la fois des gaz émis par le manteau lors du dégazage volcanique et des apports liés au bombardement météoritique. La photosynthèse est une source biologique de O₂, tandis que l’évaporation des océans ne correspond pas aux origines indiquées.

Explication

Le refroidissement de la surface terrestre a provoqué la liquéfaction de la vapeur d’eau, permettant la formation des océans. La solidification confond liquéfaction et gel, la vaporisation inverse l’effet du refroidissement, et le maintien à l’état gazeux ne produit pas les océans.

Explication

L’atmosphère actuelle contient principalement 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, ainsi que des traces d’autres gaz. La composition riche en vapeur d’eau reprend l’atmosphère primitive, l’échange des proportions inverse N₂ et O₂, et la forte proportion de CO₂ ne correspond pas à l’atmosphère actuelle.

Explication

Les plus anciennes traces de vie connues, datées d’environ −3,5 Ga, sont associées aux stromatolites, structures carbonatées liées à des colonies de micro-organismes photosynthétiques. Les fers rubanés et les paléosols rouges sont des indices géologiques de l’oxygénation, tandis que les conglomérats à pyrite signalent des conditions sans O₂.

Explication

Les cyanobactéries produisent du dioxygène par photosynthèse. Le CO₂ est associé aux échanges de carbone de la photosynthèse, tandis que N₂ et la vapeur d’eau ne sont pas le gaz produit indiqué pour ces organismes.

Explication

Les indices géologiques situent l’apparition du dioxygène atmosphérique entre environ −2,4 et −2,2 Ga. −3,5 Ga correspond aux plus anciennes traces de vie, −3,8 à −2 Ga à la formation des fers rubanés, et −0,5 Ga à une période plus récente.

Explication

En présence de lumière, l’élodée photosynthétise : elle consomme du CO₂ et libère du O₂. L’option parlant de respiration animale inverse les échanges, tandis que les deux autres confondent le gaz consommé ou produit.

Explication

La baisse en points se calcule par soustraction : $21 - 16{,}5 = 4{,}5$ points de pourcentage. Prendre la valeur finale comme baisse ou calculer une variation relative ne donne pas cette différence.

Explication

L’écart entre les proportions est $34 - 21 = 13$ points de pourcentage, avec une valeur plus élevée au Carbonifère. Les valeurs 34 % et 21 % sont les proportions des deux atmosphères, et non leur différence.

Explication

Meganeura pouvait atteindre 40 cm de longueur et 70 cm d’envergure. L’option de 70 cm confond ces deux mesures, tandis que 10 cm et 17 cm correspondent aux maxima indiqués pour la libellule actuelle.

Explication

Chez les insectes, le dioxygène diffuse passivement dans le système trachéen ; une concentration atmosphérique plus élevée facilite cette diffusion et permet une plus grande taille. L’explication par les poumons ou par un pompage actif attribue aux insectes un mécanisme différent.

Explication

Les UV solaires dissocient d’abord une molécule de dioxygène en deux atomes d’oxygène, puis l’un de ces atomes s’associe à une autre molécule de dioxygène. L’option sur la dissociation de l’ozone inverse les étapes, celle des deux atomes omet le dioxygène, et celle de l’association directe attribue aux UV la mauvaise étape.

Explication

La couche d’ozone se situe principalement dans la stratosphère et sa concentration atteint un maximum vers 30 km. La troposphère est la couche proche de la surface, tandis que la mésosphère et la thermosphère ne correspondent pas à la localisation donnée.

Explication

L’atmosphère absorbe totalement les UVC, environ 90 % des UVB et environ 50 % des UVA. Le taux de 100 % attribué aux UVA déplace l’absorption complète, tandis que les deux autres choix échangent les taux associés aux différentes bandes.

Explication

L’ADN absorbe au maximum les UV à 260 nm, une longueur d’onde située dans la bande des UVC, qui sont les plus énergétiques et les plus nocifs pour l’ADN. 280 nm est la limite supérieure indiquée des UVC, alors que 300 nm et 360 nm appartiennent respectivement aux UVB et aux UVA.

Explication

La couche d’ozone protège l’ADN en absorbant totalement les UVC et environ 90 % des UVB. L’option centrée sur les UVA confond les bandes concernées, celle qui affirme l’absorption totale des UVB exagère leur absorption, et les rayons visibles ne sont pas ceux visés par cette protection.

Explication

Les UV peuvent provoquer des dimères de thymine qui déforment l’ADN et perturbent sa complémentarité, ce qui favorise les mutations. Les dimères de cytosine substituent une autre base, l’erreur de réplication écarte le mécanisme déclenché par les UV, et la réparation sans déformation inverse la relation de cause à effet.

Explication

Une quantité plus importante d’UV induit davantage de mutations dans l’ADN, ce qui accroît le risque de cancer cutané. La baisse des mutations inverse l’effet, tandis que dissocier les mutations du risque ou la dose des mutations omet une partie de cette relation.

Explication

Les cyanobactéries associées notamment aux stromatolites ont produit du dioxygène par photosynthèse dans les océans vers -3,5 Ga. Le dioxyde de carbone est confondu avec un gaz consommé par la photosynthèse, tandis que le diazote et la vapeur d’eau ne sont pas le gaz produit indiqué.

Explication

La couche d’ozone s’est formée vers -0,5 Ga dans la stratosphère, à environ 20–40 km d’altitude, où elle absorbe des UV dangereux et protège l’ADN. La troposphère et la mésosphère désignent d’autres couches, et l’intervalle 5–15 km ne correspond pas à l’altitude donnée.