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

Questions et réponses du QCM

1. Comment expliquer la bimodalité des altitudes moyennes à la surface de la Terre ?

Par les variations saisonnières du niveau des océans et l’érosion des reliefs continentaux.
Par la présence de croûtes continentale et océanique aux propriétés différentes, notamment en nature, en épaisseur et en densité.
Par une répartition inégale des montagnes, sans différence notable entre les croûtes continentale et océanique.
Par la présence de deux types de manteau, l’un sous les continents et l’autre sous les océans.

Par la présence de croûtes continentale et océanique aux propriétés différentes, notamment en nature, en épaisseur et en densité.

Explication

Les deux grands niveaux d’altitude s’expliquent notamment par les différences de nature, d’épaisseur et de densité entre les croûtes continentale et océanique. La répartition des montagnes influe sur les reliefs locaux, mais n’explique pas cette bimodalité à elle seule.

2. Quelle observation caractérise la structure grenue du granite ?

Des microlites dispersés dans une pâte vitreuse, principalement constituée de feldspaths et de pyroxènes.
Des cristaux très fins qui témoignent d’un refroidissement rapide à la surface de la Terre.
Des fragments minéraux non cristallisés assemblés dans une matrice vitreuse sombre.
Des cristaux jointifs visibles à l’œil nu, principalement de quartz, de feldspaths et de micas.

Des cristaux jointifs visibles à l’œil nu, principalement de quartz, de feldspaths et de micas.

Explication

Le granite est entièrement cristallisé et ses cristaux jointifs, notamment de quartz, de feldspaths et de micas, sont visibles à l’œil nu. La présence de microlites dans une pâte vitreuse caractérise plutôt la structure du basalte.

3. Pourquoi le granite et le gabbro présentent-ils une structure grenue ?

Leur lave refroidit rapidement en surface, ce qui produit des microlites dans une pâte vitreuse.
Leur roche se forme par compactage de sédiments, suivi d’une recristallisation en surface.
Leur magma se solidifie dans l’eau de mer, où les minéraux cristallisent à la surface.
Leur magma refroidit lentement en profondeur, ce qui permet la formation de cristaux visibles et jointifs.

Leur magma refroidit lentement en profondeur, ce qui permet la formation de cristaux visibles et jointifs.

Explication

Le granite et le gabbro sont des roches magmatiques plutoniques formées par le refroidissement lent du magma en profondeur. Le refroidissement rapide en surface est associé à la formation du basalte, et non de ces deux roches grenues.

4. Quel effet la différence entre les croûtes océanique et continentale a-t-elle sur les altitudes moyennes ?

La croûte continentale, plus mince et plus dense, contribue à former un niveau moyen plus élevé que celui des océans.
La croûte océanique, plus mince et plus dense, contribue à former un niveau moyen plus bas que celui des continents.
La croûte océanique, plus épaisse et moins dense, contribue à former un niveau moyen plus bas que celui des continents.
La croûte continentale, plus épaisse et moins dense, contribue à former un niveau moyen plus bas que celui des océans.

La croûte océanique, plus mince et plus dense, contribue à former un niveau moyen plus bas que celui des continents.

Explication

La croûte océanique est à la fois plus mince et plus dense que la croûte continentale, ce qui contribue à expliquer le niveau moyen plus bas des fonds océaniques. L’idée que la croûte océanique est moins dense inverse l’une des différences essentielles entre les deux croûtes.

5. Quelle situation correspond à un séisme ?

Une déformation lente des roches qui libère continuellement de l’énergie sans rupture brutale.
Une vibration du sol provoquée par la rupture brutale de roches soumises à des contraintes.
Une vibration du sol provoquée par le refroidissement rapide du magma à la surface.
Une oscillation du sol provoquée par le déplacement progressif de sédiments sous l’effet de l’érosion.

Une vibration du sol provoquée par la rupture brutale de roches soumises à des contraintes.

Explication

Un séisme est une vibration du sol déclenchée par la rupture brutale de roches qui ont été soumises à des contraintes. Une déformation lente sans rupture ne correspond pas au mécanisme de déclenchement décrit ici.

6. Sous quelle forme l’énergie libérée par un séisme se propage-t-elle dans la Terre ?

Sous forme d’ondes de surface seulement, sans propagation dans les volumes terrestres.
Sous forme de courants de matière, notamment de courants chauds et froids.
Sous forme de fractures qui transportent directement les roches jusqu’à la surface.
Sous forme d’ondes sismiques, notamment d’ondes de volume P et S.

Sous forme d’ondes sismiques, notamment d’ondes de volume P et S.

Explication

L’énergie libérée par un séisme se propage sous forme d’ondes sismiques, dont les ondes de volume P et S. Les ondes de surface existent aussi, mais elles ne remplacent pas les ondes de volume dans la propagation de l’énergie.

7. Une onde sismique traverse un liquide et provoque des compressions et des dilatations : de quel type d’onde s’agit-il ?

D’une onde S, lente, qui se propage dans les milieux solides et liquides.
D’une onde P, rapide, qui se propage dans les milieux solides et liquides.
D’une onde de surface, lente, qui se propage à l’intérieur des milieux liquides.
D’une onde S, rapide, qui se propage par compression dans les solides et les liquides.

D’une onde P, rapide, qui se propage dans les milieux solides et liquides.

Explication

Les ondes P sont rapides, produisent des mouvements de compression et de dilatation, et traversent les solides comme les liquides. Les ondes S sont associées à une oscillation verticale et ne traversent pas les milieux liquides.

8. Comment les ondes sismiques contribuent-elles à l’étude de l’intérieur terrestre ?

Elles permettent d’observer directement les roches profondes en transportant des images vers la surface.
Elles décrivent uniquement les mouvements du sol en surface, sans renseigner sur les profondeurs.
Elles permettent d’en déduire indirectement des caractéristiques, même si l’observation directe est inaccessible.
Elles révèlent la composition précise de chaque roche en provoquant sa remontée à la surface.

Elles permettent d’en déduire indirectement des caractéristiques, même si l’observation directe est inaccessible.

Explication

L’intérieur de la Terre étant inaccessible à l’observation directe, les ondes sismiques permettent de l’étudier indirectement. Elles ne transportent pas d’images des roches profondes jusqu’à la surface.

9. Dans deux matériaux comparables, les ondes se propagent plus rapidement dans le matériau le plus froid : quelle interprétation est cohérente avec cette observation ?

Le matériau plus froid est généralement moins rigide et transmet donc les ondes plus rapidement.
La vitesse des ondes indique la température seule, sans renseigner sur la rigidité ou la densité.
Le matériau plus froid est nécessairement liquide, ce qui accélère la propagation des ondes.
Le matériau plus froid est généralement plus rigide et transmet donc les ondes plus rapidement.

Le matériau plus froid est généralement plus rigide et transmet donc les ondes plus rapidement.

Explication

La vitesse des ondes renseigne notamment sur la rigidité, la densité et l’état des matériaux ; en général, un matériau plus froid est plus rigide et transmet les ondes plus vite. Une vitesse mesurée ne renseigne pas sur la température seule, puisqu’elle dépend aussi d’autres propriétés.

10. Qu’est-ce qu’une discontinuité sismique ?

Une couche homogène où la vitesse des ondes reste stable malgré des changements de composition.
Une zone superficielle où les séismes se produisent fréquemment, sans différence de propriétés entre les roches.
Une limite interne séparant des enveloppes aux propriétés physiques ou à la composition différentes, marquée par un changement des ondes.
Une frontière entre deux plaques en surface, repérée par l’arrêt de toute propagation sismique.

Une limite interne séparant des enveloppes aux propriétés physiques ou à la composition différentes, marquée par un changement des ondes.

Explication

Une discontinuité sismique sépare deux enveloppes terrestres dont les propriétés physiques ou la composition diffèrent, et se repère par une modification brusque de la vitesse ou de la trajectoire des ondes. Une zone de séismes fréquents n’est pas nécessairement une limite entre enveloppes internes.

11. À quelle profondeur approximative se situe la discontinuité de Gutenberg ?

À environ 700 km de profondeur.
À environ 6 400 km de profondeur.
À environ 100 km de profondeur.
À environ 2 900 km de profondeur.

À environ 2 900 km de profondeur.

Explication

La discontinuité de Gutenberg se situe vers 2 900 km de profondeur. Une profondeur d’environ 700 km correspond à une autre limite interne, et non à celle de Gutenberg.

12. À la discontinuité de Gutenberg, que révèlent conjointement la forte réfraction des ondes P et l’absence d’ondes S ?

Une croûte plus dense et un manteau entièrement liquide.
Un changement de milieu et un noyau externe solide.
Un changement de milieu et un noyau externe liquide.
Une diminution de rigidité dans le manteau et un noyau interne liquide.

Un changement de milieu et un noyau externe liquide.

Explication

La forte réfraction des ondes P signale un changement de milieu à la discontinuité de Gutenberg, tandis que l’absence d’ondes S indique que le noyau externe est liquide. Les ondes P sont réfractées, mais c’est l’absence des ondes S qui apporte l’indice du caractère liquide.

13. Que décrit le gradient géothermique ?

La vitesse de refroidissement des roches au cours du temps
La diminution de la pression avec la profondeur
L’augmentation de la température avec la profondeur
La variation de la composition des roches avec la profondeur

L’augmentation de la température avec la profondeur

Explication

Le gradient géothermique décrit comment la température augmente lorsque l’on s’enfonce dans la Terre. La variation de composition des roches est une autre propriété et ne définit pas ce gradient.

14. Quelle valeur caractérise approximativement le gradient géothermique moyen dans la croûte terrestre, et que devient-il dans le manteau convectif ?

Environ 10 °C/km dans la croûte, puis il augmente dans le manteau convectif
Environ 30 °C/km dans la croûte, puis il diminue dans le manteau convectif
Environ 30 °C/km dans la croûte, puis il reste similaire dans le manteau convectif
Environ 60 °C/km dans la croûte, puis il diminue dans le manteau convectif

Environ 30 °C/km dans la croûte, puis il diminue dans le manteau convectif

Explication

Le gradient moyen est d’environ 30 °C/km dans la croûte et devient plus faible dans le manteau convectif. L’idée qu’il reste similaire dans le manteau ne tient pas compte de cette diminution.

15. Pourquoi le gradient géothermique diffère-t-il entre la lithosphère rigide et le manteau ?

La chaleur se transmet par conduction dans la lithosphère et par convection dans le manteau
La chaleur se transmet par fusion dans la lithosphère et par rayonnement dans le manteau
La chaleur se transmet par convection dans la lithosphère et par conduction dans le manteau
La chaleur se transmet par rayonnement dans la lithosphère et par fusion dans le manteau

La chaleur se transmet par conduction dans la lithosphère et par convection dans le manteau

Explication

La conduction caractérise le transfert thermique dans la lithosphère rigide, tandis que la convection domine dans le manteau. Inverser ces deux mécanismes attribue à chaque zone le mode de transfert de l’autre.

16. Une zone mantellique ralentit particulièrement les ondes S, tout en ralentissant plus modestement les ondes P. Quelle interprétation correspond à la LVZ ?

Les roches y deviennent plus rigides, ce qui accélère les ondes S et ralentit les ondes P
Les roches y restent majoritairement solides, mais deviennent moins rigides et plus déformables
Les roches y changent de composition, ce qui ralentit les ondes P davantage que les ondes S
Les roches y fondent complètement, ce qui empêche les ondes P et S de s’y propager

Les roches y restent majoritairement solides, mais deviennent moins rigides et plus déformables

Explication

Dans la LVZ, les roches demeurent majoritairement solides, mais leur rigidité diminue et elles se déforment plus facilement, ce qui ralentit les ondes sismiques, surtout les ondes S. Une fusion complète ne correspond pas à cet état des roches.

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Quelles différences entre les croûtes expliquent la bimodalité des altitudes terrestres ?

Leur nature, leur épaisseur et leur densité.

Quelle structure caractérise le granite dont les cristaux sont visibles à l’œil nu ?

Une structure grenue.

Comment se forment le granite et le gabbro plutoniques ?

Par le refroidissement lent du magma en profondeur.

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