QCM : Structure et dynamique de la Terre (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Concernant la composition et la densité des croûtes terrestres :

La croûte océanique associe principalement du basalte et des gabbros.
La croûte océanique est constituée en surface de roches magmatiques et métamorphiques.
La densité de la croûte océanique est évaluée en moyenne à 2,7.
La densité moyenne de la croûte continentale est estimée à 2,9.
La croûte continentale présente en surface des roches variées, dont sédimentaires.

La croûte océanique associe principalement du basalte et des gabbros. · La croûte continentale présente en surface des roches variées, dont sédimentaires.

Explication

La croûte océanique contient du basalte et des gabbros, avec une densité de 2,9. La croûte continentale présente en surface des roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires, et sa densité moyenne est de 2,7 ; les densités proposées dans les deux autres affirmations sont donc inversées, et les roches de surface citées caractérisent ici la croûte continentale.

2. Les principaux types d’ondes sismiques comprennent :

Les ondes P figurent parmi les principaux types d’ondes sismiques.
Les ondes de Rayleigh remplacent les ondes S dans la classification principale.
Les ondes S constituent un type principal d’onde sismique.
Les ondes P, les ondes S et les ondes de compression forment les trois types principaux.
Les ondes de surface sont remplacées par les ondes de Love dans cette classification.

Les ondes P figurent parmi les principaux types d’ondes sismiques. · Les ondes S constituent un type principal d’onde sismique.

Explication

Les principaux types cités sont les ondes P, les ondes S et les ondes de surface. Les ondes de Rayleigh et de Love ne remplacent pas les catégories données, et « ondes de compression » ne constitue pas le troisième type de cette classification.

3. Dans une région traversée par des ondes, leur vitesse augmente dans une zone puis ralentit fortement dans une autre ; quelles interprétations sont compatibles ?

L’accélération des ondes peut révéler la présence de roches plus denses.
L’absence de propagation indique un milieu rocheux plus dense et solide.
L’accélération des ondes indique la présence d’un milieu plus visqueux ou liquide.
Le ralentissement ou l’arrêt des ondes peut correspondre à un milieu liquide.
Le ralentissement des ondes peut signaler un milieu moins dense.

L’accélération des ondes peut révéler la présence de roches plus denses. · Le ralentissement ou l’arrêt des ondes peut correspondre à un milieu liquide. · Le ralentissement des ondes peut signaler un milieu moins dense.

Explication

Une augmentation de vitesse révèle des roches plus denses, tandis qu’un ralentissement peut signaler un milieu moins dense ou plus visqueux. Une absence de propagation peut également indiquer un milieu liquide ; l’accélération n’est pas l’indice d’un milieu liquide ou plus visqueux.

4. Une coupe sismique traverse le plancher océanique puis un haut relief. Concernant le Moho et les discontinuités :

Le Moho sépare le manteau terrestre du noyau ferreux.
Sous le plancher océanique, le Moho se trouve à moins de 10 km de profondeur.
À une discontinuité, les ondes sismiques peuvent aussi être réfractées.
Sous les hauts reliefs, la profondeur du Moho peut approcher 90 km.
Une surface de contact où les ondes peuvent être réfléchies définit une discontinuité.

Sous le plancher océanique, le Moho se trouve à moins de 10 km de profondeur. · À une discontinuité, les ondes sismiques peuvent aussi être réfractées. · Sous les hauts reliefs, la profondeur du Moho peut approcher 90 km. · Une surface de contact où les ondes peuvent être réfléchies définit une discontinuité.

Explication

Sous le plancher océanique, le Moho est à moins de 10 km, tandis que sous les hauts reliefs il peut approcher 90 km. Une discontinuité est une surface de contact où les ondes peuvent être réfléchies ou réfractées ; le Moho sépare la croûte du manteau, et non le manteau du noyau.

5. Un modèle de la Terre est élaboré à partir de sismogrammes et d’expériences sur des roches sous pression. Concernant le modèle PREM et l’étude de la croûte, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les études en laboratoire du comportement des roches sous pression contribuent au modèle PREM.
L’étude de la croûte classe ses roches selon leur densité, sans examiner leur dureté.
L’analyse sismique distingue des roches crustales selon leurs vitesses de conduction des ondes.
Les propriétés de la croûte révèlent des roches ductiles et visqueuses, mais pas cassantes.
Le modèle PREM représente les enveloppes terrestres sous la forme de couches concentriques.

Les études en laboratoire du comportement des roches sous pression contribuent au modèle PREM. · L’analyse sismique distingue des roches crustales selon leurs vitesses de conduction des ondes. · Le modèle PREM représente les enveloppes terrestres sous la forme de couches concentriques.

Explication

Le PREM décrit des enveloppes concentriques et s’appuie à la fois sur les enregistrements sismiques et sur des études en laboratoire sous pression. L’étude de la croûte compare les vitesses de conduction, la dureté et les comportements cassant ou ductile et visqueux ; elle ne se limite pas à la densité et distingue aussi des roches cassantes.

6. Dans une coupe, une couche rigide et cassante repose sur une péridotite où les ondes ralentissent. Concernant la lithosphère, l’asthénosphère et la LVZ, quelles sont les réponses exactes ?

Le ralentissement des ondes dans la péridotite visqueuse de l’asthénosphère caractérise la LVZ.
Dans l’asthénosphère, la péridotite plus rigide accélère les ondes au sein de la LVZ.
Après environ 200 km de profondeur, la vitesse des ondes retrouve des valeurs normales.
La lithosphère associe la croûte à une semelle de péridotite du manteau lithosphérique.
La lithosphère est ductile et visqueuse, contrairement à l’asthénosphère cassante et rigide.

Le ralentissement des ondes dans la péridotite visqueuse de l’asthénosphère caractérise la LVZ. · Après environ 200 km de profondeur, la vitesse des ondes retrouve des valeurs normales. · La lithosphère associe la croûte à une semelle de péridotite du manteau lithosphérique.

Explication

La lithosphère comprend la croûte et une semelle de péridotite, et présente un comportement rigide et cassant, contrairement à l’asthénosphère plus visqueuse et ductile. La LVZ correspond au ralentissement des ondes dans cette péridotite ; vers 200 km, leur vitesse retrouve des valeurs normales.

7. Une lithosphère océanique rigide s’enfonce dans une asthénosphère visqueuse. Concernant le comportement des matériaux et la vitesse des ondes, quelle(s) proposition(s) est(sont) juste(s) ?

La vitesse de conduction des ondes dépend de la rigidité du matériau traversé.
La péridotite lithosphérique est plus rigide que la péridotite de l’asthénosphère.
La lithosphère océanique, moins rigide que l’asthénosphère, peut s’enfoncer dans celle-ci.
La vitesse des ondes dépend de la viscosité seule, indépendamment de la rigidité du matériau.
Un matériau rigide comme la lithosphère océanique peut plonger dans l’asthénosphère visqueuse.

La vitesse de conduction des ondes dépend de la rigidité du matériau traversé. · La péridotite lithosphérique est plus rigide que la péridotite de l’asthénosphère. · Un matériau rigide comme la lithosphère océanique peut plonger dans l’asthénosphère visqueuse.

Explication

La vitesse des ondes dépend de la rigidité, et la péridotite lithosphérique est plus rigide que celle de l’asthénosphère. Un matériau rigide tel que la lithosphère océanique peut néanmoins pénétrer et plonger dans l’asthénosphère visqueuse ; la viscosité seule n’explique donc pas la vitesse, et la comparaison des rigidités proposée est inversée.

8. Dans un modèle thermique terrestre, quelle répartition des transferts convient aux différentes enveloppes ?

Dans l’asthénosphère, la convection transfère la chaleur avec mouvement de matière.
La température diminue généralement quand on s’enfonce dans les enveloppes terrestres.
Le géotherme représente la température en fonction de la profondeur.
Le géotherme décrit la pression en fonction de la profondeur.
Dans la lithosphère, la chaleur est principalement transférée par convection.

Dans l’asthénosphère, la convection transfère la chaleur avec mouvement de matière. · Le géotherme représente la température en fonction de la profondeur.

Explication

Dans l’asthénosphère, la convection implique un mouvement de matière, tandis que le géotherme trace la température selon la profondeur. La température croît avec la profondeur, la conduction caractérise la lithosphère, et le géotherme ne représente pas la pression.

9. Une tomographie révèle des anomalies de vitesse dans le manteau : quelles interprétations sont exactes ?

La convection dissipe l’énergie thermique plus efficacement que la conduction.
La chaleur est transférée par convection dans la lithosphère et au niveau des discontinuités.
Les mouvements froids sont ascendants, tandis que les mouvements chauds descendent.
Les anomalies de vitesse sont comparées aux valeurs prévues par le modèle PREM.
Ces anomalies peuvent révéler des mouvements chauds ascendants et froids descendants.

La convection dissipe l’énergie thermique plus efficacement que la conduction. · Les anomalies de vitesse sont comparées aux valeurs prévues par le modèle PREM. · Ces anomalies peuvent révéler des mouvements chauds ascendants et froids descendants.

Explication

La convection mantellique associe des remontées chaudes et des descentes froides, repérables par des anomalies de vitesse par rapport au modèle PREM. La chaleur est transférée par conduction dans la lithosphère et au niveau des discontinuités, et par convection dans l’asthénosphère. Les mouvements froids descendent tandis que les mouvements chauds montent, et la convection dissipe la chaleur plus efficacement que la conduction.

10. À propos des anomalies magnétiques du plancher océanique, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

Les bandes d’anomalies présentent une répartition symétrique autour de l’axe.
Les roches d’âges connus indiquent une polarité terrestre demeurée constante.
Les bandes d’anomalies magnétiques sont parallèles à l’axe de la dorsale.
Les bandes magnétiques sont disposées perpendiculairement à l’axe de la dorsale.
L’alternance des anomalies dans des roches datées témoigne d’inversions du champ terrestre.

Les bandes d’anomalies présentent une répartition symétrique autour de l’axe. · Les bandes d’anomalies magnétiques sont parallèles à l’axe de la dorsale. · L’alternance des anomalies dans des roches datées témoigne d’inversions du champ terrestre.

Explication

Les anomalies positives et négatives forment des bandes parallèles à la dorsale et symétriques de part et d’autre. Leur alternance dans des roches d’âges connus révèle des inversions du champ magnétique ; les orientations et la stabilité de polarité suggérées sont erronées.

11. En s’éloignant d’une dorsale, quelles observations appuient l’expansion océanique et le plongement lithosphérique ?

Les sédiments au contact du basalte deviennent plus anciens avec l’éloignement.
Les foyers sismiques alignés décrivent une plaque plongeant jusqu’à 70 km.
La couche sédimentaire s’amincit à mesure qu’elle s’éloigne de la dorsale.
Des foyers sismiques alignés sur un plan incliné dessinent une plaque plongeante.
La plaque plongeante définie par les foyers peut atteindre 700 km de profondeur.

Les sédiments au contact du basalte deviennent plus anciens avec l’éloignement. · Des foyers sismiques alignés sur un plan incliné dessinent une plaque plongeante. · La plaque plongeante définie par les foyers peut atteindre 700 km de profondeur.

Explication

Les sédiments au contact du basalte sont plus anciens et leur couche s’épaissit en s’éloignant de la dorsale, ce qui soutient l’expansion océanique. Les foyers sismiques sur un plan incliné indiquent une plaque plongeante pouvant atteindre 700 km ; l’amincissement et la profondeur de 70 km sont inexacts.

12. Une chaîne de volcans intraplaques est étudiée au-dessus d’un point chaud : quelles conclusions sont fondées ?

L’alignement volcanique peut résulter d’un point chaud relativement fixe.
Les alignements intraplaques résultent d’un point chaud qui se déplace avec la plaque.
La vitesse déduite du volcanisme de point chaud atteint plusieurs dizaines de centimètres par an.
Le point chaud est interprété comme une source issue du manteau superficiel.
Son étude permet d’estimer le sens et la direction du déplacement de la plaque.

L’alignement volcanique peut résulter d’un point chaud relativement fixe. · Son étude permet d’estimer le sens et la direction du déplacement de la plaque.

Explication

Les alignements intraplaques s’interprètent par l’activité d’un point chaud relativement fixe, alimenté par un panache venant du manteau profond. Le volcanisme associé renseigne sur le sens, la direction et la vitesse du déplacement, estimée entre quelques centimètres et une dizaine de centimètres par an.

13. Une mesure GPS fournit, pour une station, les composantes de déplacement décrites dans l’exemple. Parmi les propositions suivantes, lesquelles sont exactes ?

La composante en latitude indique une vitesse d’environ 18 mm/an vers le Nord.
La station se déplace vers l’Ouest à une vitesse longitudinale d’environ 18 mm/an.
La composante en longitude indique une vitesse d’environ 18 mm/an vers l’Est.
La composante en latitude indique une vitesse d’environ 16 mm/an vers le Nord.
La composante en longitude indique une vitesse d’environ 16 mm/an vers l’Est.

La composante en longitude indique une vitesse d’environ 18 mm/an vers l’Est. · La composante en latitude indique une vitesse d’environ 16 mm/an vers le Nord.

Explication

L’exemple associe la latitude à environ 16 mm/an vers le Nord et la longitude à environ 18 mm/an vers l’Est. Les deux vitesses ne sont pas interverties, et le déplacement longitudinal n’est pas dirigé vers l’Ouest.

14. Une lithosphère océanique s’éloigne d’une dorsale et refroidit. Cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La limite lithosphère-asthénosphère est associée à l’isotherme de 1 000 °C.
L’éloignement de la dorsale fait remonter l’isotherme de 1 300 °C vers la surface.
La limite lithosphère-asthénosphère est associée à l’isotherme de 1 300 °C.
En s’éloignant de la dorsale, l’isotherme de 1 300 °C s’enfonce en profondeur.
Le refroidissement éloignant la lithosphère de la dorsale augmente l’épaisseur du manteau lithosphérique.

La limite lithosphère-asthénosphère est associée à l’isotherme de 1 300 °C. · En s’éloignant de la dorsale, l’isotherme de 1 300 °C s’enfonce en profondeur. · Le refroidissement éloignant la lithosphère de la dorsale augmente l’épaisseur du manteau lithosphérique.

Explication

La limite lithosphère-asthénosphère correspond à l’isotherme de 1 300 °C. Avec l’éloignement et le refroidissement, cet isotherme s’enfonce, ce qui accroît l’épaisseur du manteau lithosphérique ; les valeurs de 1 000 °C et la remontée de l’isotherme sont incorrectes.

15. Une lithosphère océanique vieillit et s’éloigne de la dorsale. Quelles sont les réponses exactes au sujet de la subsidence thermique ?

L’augmentation de densité globale contribue à l’enfoncement de la lithosphère dans l’asthénosphère.
La part croissante du manteau lithosphérique, plus dense que la croûte, augmente la densité globale.
La subsidence thermique explique l’approfondissement du plancher jusqu’à 3 à 6 kilomètres en plaine abyssale.
La subsidence thermique explique un plancher océanique situé jusqu’à 3 à 6 kilomètres sous les dorsales.
La subsidence thermique résulte d’une diminution de la proportion du manteau lithosphérique.

L’augmentation de densité globale contribue à l’enfoncement de la lithosphère dans l’asthénosphère. · La part croissante du manteau lithosphérique, plus dense que la croûte, augmente la densité globale. · La subsidence thermique explique l’approfondissement du plancher jusqu’à 3 à 6 kilomètres en plaine abyssale.

Explication

Le manteau lithosphérique est plus dense que la croûte : sa proportion croissante augmente la densité globale et favorise l’enfoncement dans l’asthénosphère. La subsidence thermique explique un approfondissement du plancher jusqu’à 3 à 6 kilomètres dans les plaines abyssales, et non sous les dorsales.

16. Une lithosphère océanique comprend une croûte d’épaisseur ECOE_{CO} et un manteau lithosphérique d’épaisseur EMLE_{ML}. Quelle(s) proposition(s) décrit (décrivent) correctement le calcul de sa densité ?

La densité moyenne s’obtient en additionnant les densités des deux couches, sans pondération par leurs épaisseurs.
L’épaisseur du manteau lithosphérique se calcule en retranchant l’épaisseur du manteau à celle de la lithosphère.
L’épaisseur totale de la lithosphère océanique est la somme des épaisseurs de la croûte et du manteau lithosphérique.
La densité moyenne combine les densités de la croûte et du manteau selon leurs épaisseurs respectives.
La densité moyenne pondère la croûte et le manteau par leurs épaisseurs, puis divise par l’épaisseur du manteau.

L’épaisseur totale de la lithosphère océanique est la somme des épaisseurs de la croûte et du manteau lithosphérique. · La densité moyenne combine les densités de la croûte et du manteau selon leurs épaisseurs respectives.

Explication

La densité est une moyenne pondérée par les épaisseurs des deux couches, et ELO=ECO+EMLE_{LO}=E_{CO}+E_{ML}. Le manteau correspond donc à ELO−ECOE_{LO}-E_{CO}, tandis qu’une somme non pondérée ou une division par la seule épaisseur du manteau ne respecte pas la formule.

Révisez avec les flashcards

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De quelles roches la croûte océanique est-elle constituée ?

De basalte et de gabbros.

Quelle est la densité de la croûte océanique ?

2,9.

Quels types de roches trouve-t-on en surface de la croûte continentale ?

Des roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires.

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