QCM : Structure de la planète Terre — 27 questions

Explication

Le système solaire compte quatre planètes telluriques internes et quatre planètes gazeuses situées au-delà de la ceinture d’astéroïdes. L’idée de huit planètes rocheuses confond les caractéristiques des planètes telluriques et gazeuses.

Explication

La ceinture de Kuiper se trouve au-delà de Neptune et contient notamment des corps comme Pluton ainsi que certaines comètes. La ceinture d’astéroïdes se situe entre les planètes internes et externes.

Explication

Le système solaire s’est formé il y a environ 4,56 milliards d’années lors de l’effondrement gravitationnel d’une nébuleuse proto-solaire. La valeur de 13,77 milliards d’années correspond à l’âge estimé de l’Univers.

Explication

L’accrétion construit les planètes par agrégation successive de grains, de blocs et de planétésimaux sous l’action des collisions et de la gravitation. La fusion nucléaire concerne principalement le fonctionnement des étoiles et ne décrit pas cette construction planétaire.

Explication

Au-delà de la ligne des glaces, les composés volatils restent solides et peuvent participer à la formation des planètes géantes. La proximité du Soleil correspond plutôt à la région chaude où se forment les planètes telluriques à partir de métaux et de silicates.

Explication

Les forages, les enclaves rocheuses et les météorites donnent des informations directes, mais limitées localement, alors que la sismologie renseigne indirectement sur les régions inaccessibles. Les méthodes gravimétriques et sismiques ne consistent pas à prélever directement des matériaux profonds.

Explication

Les forages terrestres atteignent au maximum environ 12 kilomètres, une profondeur très faible comparée aux dimensions de la planète. Ils ne permettent donc pas d’explorer directement la majeure partie de la Terre.

Explication

Un séisme résulte d’une libération brutale d’énergie accumulée dans les roches lors d’une rupture sur une faille, ce qui produit des ondes. Une vibration qui se propage ensuite correspond aux ondes sismiques, et non au séisme lui-même.

Explication

Les ondes P correspondent à des compressions et peuvent se propager dans les solides et les liquides, alors que les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne traversent pas les liquides. Confondre leurs types de déformation inverserait cette distinction fondamentale.

Explication

La triangulation utilise les temps d’arrivée des ondes dans plusieurs stations afin de déterminer la position du foyer et de l’épicentre. L’amplitude mesurée par une seule station ne fournit pas à elle seule une localisation complète.

Explication

Une discontinuité sismique se manifeste par une variation brusque de la vitesse des ondes, due à une modification physique ou chimique du matériau. Une augmentation régulière de la vitesse décrit plutôt une évolution continue, pas une discontinuité.

Explication

Le PREM est un modèle radial de la Terre fondé sur les vitesses sismiques et la masse volumique des différentes enveloppes, établi par Dziewonski et Anderson en 1981. La pétrologie renseigne directement sur certaines roches, mais elle ne constitue pas le principe de construction du PREM.

Explication

En 1912, Gutenberg relie la zone d’ombre des ondes P à leur réfraction à la limite manteau-noyau, située vers 2 900 km de profondeur. L’hypothèse d’une graine solide expliquant la réapparition d’ondes P est proposée plus tard par Inge Lehmann.

Explication

En 1936, Inge Lehmann propose une graine solide centrale afin d’expliquer la réapparition des ondes P dans leur zone d’ombre. La réfraction à la limite manteau-noyau explique la zone d’ombre, mais elle ne correspond pas à l’hypothèse spécifique de Lehmann.

Explication

Le Moho sépare la croûte du manteau vers 30 km sous les continents et vers 7 km sous les océans. Sa profondeur peut toutefois atteindre environ 70 km sous l’Himalaya et environ 12 km sous un rift, ce qui explique pourquoi les autres valeurs ne donnent pas la situation générale.

Explication

La croûte continentale comprend des sédiments et des roches principalement granitiques, alors que la croûte océanique associe notamment sédiments, basaltes en coussins, filons et gabbros. La confusion fréquente consiste à attribuer aux deux croûtes la même composition dominante.

Explication

Le manteau est principalement constitué de péridotite, contenant en moyenne 60 % d’olivine et 40 % de pyroxène. Le granite caractérise plutôt la croûte continentale, tandis que les autres compositions ne correspondent pas à la proportion moyenne indiquée.

Explication

La LVZ correspond à une diminution des vitesses sismiques entre 100 et 200 km de profondeur, probablement liée à des matériaux plus déformables ou à une faible fusion partielle. Les profondeurs de 410 et 660 km appartiennent plutôt à la zone de transition, marquée par des augmentations de vitesse.

Explication

À 660 km, l’olivine γ se dissocie selon $\mathrm{Mg_2SiO_4 \rightarrow MgSiO_3 + MgO}$, avec formation de bridgmanite ou pérovskite et de magnésiowüstite. Cette réaction ne correspond ni à une fusion métallique ni à une transformation en minéraux caractéristiques de la croûte.

Explication

La discontinuité de Gutenberg marque le passage du manteau solide au noyau externe liquide, alors que celle de Lehmann marque le passage du noyau externe liquide à la graine solide. La confusion principale consiste à inverser le rôle de ces deux frontières.

Explication

La forte augmentation de masse volumique, d’environ 5,5 g/cm³ dans le manteau à environ 10 g/cm³ au-delà de 2 900 km, indique une composition différente du noyau. Les autres propositions inversent cette variation ou attribuent au noyau des valeurs associées à des enveloppes moins denses.

Explication

Le noyau serait principalement composé de fer, avec du nickel et des éléments légers possibles comme le carbone. Cette hypothèse rend compte de sa densité, de ses vitesses sismiques et de sa contribution au champ magnétique terrestre.

Explication

Le diazote constitue environ 78,08 % de l’atmosphère terrestre anhydre, ce qui en fait le gaz majoritaire. Le dioxygène représente environ un cinquième de l’atmosphère, tandis que l’argon et le dioxyde de carbone sont beaucoup moins abondants.

Explication

Dans la stratosphère, la température augmente d’environ −56 °C à 0 °C, notamment parce que l’ozone absorbe une partie du rayonnement solaire. La troposphère présente au contraire une diminution de température avec l’altitude et une dynamique plus convective.

Explication

Les eaux douces représentent environ 2,5 % de l’hydrosphère, tandis que les eaux salées en constituent 97,5 %. La valeur de 70 % correspond approximativement à la part de la surface terrestre recouverte par les océans, et non à la proportion d’eau douce.

Explication

L’altération des roches continentales fournit principalement les ions océaniques, tandis que le volcanisme sous-marin contribue notamment aux chlorures et aux sulfates. La fonte des glaciers et les processus biologiques marins ne constituent pas les principales sources indiquées.

Explication

La couche de mélange, située approximativement entre 0 et 200 ou 300 m, est mobile ; la thermocline s’étend vers 200 à 1 000 m et présente une forte chute de température ; les eaux profondes restent proches de 4 à 5 °C et circulent lentement. L’idée d’une thermocline homogène contredit donc la forte variation thermique qui la caractérise.