QCM : Science, climat et société — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle succession décrit correctement le devenir du dioxygène produit par les cyanobactéries ?

Il a d’abord formé l’ozone atmosphérique, puis a disparu dans les océans vers 3,5 milliards d’années
Il a d’abord oxydé les paléosols continentaux, puis a rejoint les océans vers 2,4 milliards d’années
Il a d’abord été consommé par le dioxyde de carbone, puis s’est accumulé dans les continents émergés
Il a d’abord oxydé le fer océanique, puis a rejoint l’atmosphère vers 2,4 milliards d’années

Il a d’abord oxydé le fer océanique, puis a rejoint l’atmosphère vers 2,4 milliards d’années

Explication

Le dioxygène produit par les cyanobactéries a d’abord oxydé le fer présent dans les océans avant de passer dans l’atmosphère à partir de 2,4 milliards d’années. Les paléosols rouges constituent un indice de cette présence atmosphérique, mais ils ne représentent pas la première étape du processus.

2. Quel mécanisme explique notamment une baisse importante du dioxyde de carbone atmosphérique ?

Sa fixation dans le calcaire lors de la formation de CaCO3\mathrm{CaCO_3}.
Son accumulation atmosphérique lors de la précipitation des carbonates.
Sa conversion directe en dioxygène par les roches carbonatées.
Sa conservation dans l’atmosphère après sa dissolution dans les océans.

Sa fixation dans le calcaire lors de la formation de $$\mathrm{CaCO_3}$$.

Explication

La fixation du dioxyde de carbone dans le calcaire sous forme de CaCO3\mathrm{CaCO_3} retire une partie de ce gaz de l’atmosphère. La conservation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère ne peut pas expliquer une diminution de sa quantité atmosphérique.

3. Sous quelle forme le dioxyde de carbone atmosphérique est-il notamment fixé dans le calcaire ?

Sous la forme de carbonate de calcium, CaCO3\mathrm{CaCO_3}.
Sous la forme de méthane gazeux, CH4\mathrm{CH_4}.
Sous la forme d’azote minéral, N2\mathrm{N_2}.
Sous la forme de dioxygène dissous, O2\mathrm{O_2}.

Sous la forme de carbonate de calcium, $$\mathrm{CaCO_3}$$.

Explication

Une partie du dioxyde de carbone est incorporée au calcaire sous forme de carbonate de calcium, CaCO3\mathrm{CaCO_3}. Le méthane est un autre gaz carboné, mais il ne constitue pas la forme de fixation du carbone dans le calcaire décrite ici.

4. Quel effet le dioxygène atmosphérique a-t-il eu sur la diversification du vivant ?

Il a limité la diversification des espèces utilisant la respiration.
Il a transformé les espèces respiratoires en organismes photosynthétiques.
Il a favorisé la diversification des espèces à métabolisme respiratoire.
Il a favorisé la diversification des espèces dépourvues de respiration.

Il a favorisé la diversification des espèces à métabolisme respiratoire.

Explication

Le dioxygène atmosphérique a rendu possible une diversification des espèces possédant un métabolisme respiratoire. Les espèces dépourvues de ce métabolisme ne sont pas celles qui bénéficient directement de cette disponibilité en dioxygène.

5. Dans quel milieu les premières formes de vie connues ont-elles été trouvées, et à quelle époque remontent-elles au moins ?

Dans les continents émergés, il y a environ 1 milliard d’années
Dans les océans, il y a environ 600 millions d’années
Dans l’hydrosphère, il y a au moins 3,5 milliards d’années
Dans l’atmosphère, il y a environ 2,4 milliards d’années

Dans l’hydrosphère, il y a au moins 3,5 milliards d’années

Explication

Les premières formes de vie ont été trouvées dans l’hydrosphère et datent d’au moins 3,5 milliards d’années. L’époque de 2,4 milliards d’années correspond plutôt au passage du dioxygène dans l’atmosphère.

6. Quelle proportion approximative de l’atmosphère actuelle est constituée de diazote et de dioxygène ?

Environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène
Environ 50 % de diazote et juste 1 % de dioxygène
Environ 21 % de diazote et 78 % de dioxygène
Environ 90 % de dioxygène et 9 % de diazote

Environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène

Explication

L’atmosphère actuelle contient environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, auxquels s’ajoutent plusieurs gaz à l’état de traces. La confusion fréquente consiste à inverser les proportions de ces deux gaz principaux.

7. Quelle caractéristique définit les cyanobactéries ?

Ce sont des organismes qui produisent du méthane sans utiliser la lumière
Ce sont des cellules dépourvues de métabolisme énergétique photosynthétique
Ce sont des bactéries dont la respiration consomme le dioxyde de carbone
Ce sont des bactéries dont la photosynthèse produit du dioxygène

Ce sont des bactéries dont la photosynthèse produit du dioxygène

Explication

Les cyanobactéries possèdent un métabolisme photosynthétique qui produit du dioxygène. Les organismes dépourvus de photosynthèse ne peuvent pas expliquer cette production biologique de dioxygène.

8. Quelle était la composition principale de l’atmosphère primitive, il y a environ 4,6 milliards d’années ?

Du dioxyde de carbone, de l’ozone et du protoxyde d’azote
Du dioxygène, du méthane et de la vapeur d’eau
Du diazote, du dioxygène et de faibles quantités d’ozone
Du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau

Explication

L’atmosphère primitive contenait principalement du diazote, du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau. La présence importante de dioxygène caractérise plutôt l’atmosphère actuelle.

9. Comment les interactions entre l’atmosphère et la biosphère influencent-elles la biodiversité ?

Elles contribuent aux modifications de la biodiversité au cours du temps.
Elles décrivent une modification de la biodiversité indépendante des échanges.
Elles provoquent seulement une variation de la composition de l’atmosphère.
Elles empêchent les changements de biodiversité dans les écosystèmes.

Elles contribuent aux modifications de la biodiversité au cours du temps.

Explication

Les échanges et rétroactions entre l’atmosphère et la biosphère participent aux transformations de la biodiversité. La biodiversité n’est donc pas une modification indépendante de ces interactions, mais l’un de leurs aspects influencés.

10. Quel phénomène a conduit à la formation de l’hydrosphère sur la Terre primitive ?

La dissociation de l’eau sous l’action du rayonnement solaire
La vaporisation des océans lors du réchauffement de la surface
La solidification du dioxyde de carbone dans l’atmosphère
La liquéfaction de la vapeur d’eau lors du refroidissement de la surface

La liquéfaction de la vapeur d’eau lors du refroidissement de la surface

Explication

Le refroidissement de la surface terrestre a provoqué la liquéfaction rapide de la vapeur d’eau atmosphérique, ce qui a formé l’hydrosphère. Le réchauffement favoriserait plutôt le maintien de l’eau sous forme de vapeur.

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De quoi était composée l’atmosphère primitive il y a 4,6 milliards d’années ?

De N2, de CO2 et de H2O.

Quelle est la proportion approximative de N2 dans l’atmosphère actuelle ?

Environ 78 % de N2.

Quelle est la proportion approximative de O2 dans l’atmosphère actuelle ?

Environ 21 % de O2.

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