QCM : Structure interne de la Terre — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle méthode fournit des informations directes sur la structure et la nature du sous-sol terrestre ?

Les sondes et les forages
Les ondes sismiques réfléchies
Les cartes topographiques
Les profils altimétriques

Les sondes et les forages

Explication

Les sondes et les forages permettent d’observer directement les matériaux et la structure du sous-sol. Les ondes sismiques apportent surtout des informations indirectes obtenues à partir de leur propagation.

2. Pour construire un profil altimétrique entre deux points d’une carte géologique, quelle démarche faut-il suivre ?

Mesurer les minéraux visibles, puis classer les affleurements selon leur couleur
Tracer une droite entre les deux points, relever les altitudes et les reporter sur un graphique
Colorier les roches traversées, puis mesurer la longueur totale de la droite
Repérer les séismes voisins, puis représenter leur profondeur sur une coupe

Tracer une droite entre les deux points, relever les altitudes et les reporter sur un graphique

Explication

Un profil altimétrique est obtenu en traçant une droite de A vers B, en relevant les altitudes rencontrées, puis en les représentant graphiquement. Le coloriage des roches ne constitue pas la méthode de construction de ce profil.

3. Que relient les lignes de même altitude sur une carte géologique ?

Des points présentant la même pente du terrain
Des points où affleurent les mêmes roches
Des points qui ont la même distance à la mer
Des points qui possèdent la même altitude

Des points qui possèdent la même altitude

Explication

Les lignes de même altitude relient des points situés à une altitude identique. La composition des roches peut être indiquée par d’autres éléments de la carte, mais elle ne définit pas ces lignes.

4. Quelle distinction décrit correctement une plaine et une montagne ?

Une plaine possède des altitudes élevées, tandis qu’une montagne présente un relief peu marqué
Une plaine correspond à une zone océanique, tandis qu’une montagne appartient au domaine continental
Une plaine est relativement plate, tandis qu’une montagne présente une forte variation altimétrique
Une plaine est toujours rocheuse, tandis qu’une montagne est constituée de sédiments

Une plaine est relativement plate, tandis qu’une montagne présente une forte variation altimétrique

Explication

La plaine se caractérise par un terrain relativement plat, alors que la montagne présente des variations importantes d’altitude. Les autres distinctions associent à tort le relief à la nature des roches ou au domaine géologique.

5. Quelle association entre roche, aspect général et domaine géologique est correcte ?

Granite mantellique, basalte continental, péridotite claire et océanique
Granite clair et continental, basalte noir et océanique, péridotite mantellique
Granite noir et océanique, basalte clair et continental, péridotite sédimentaire
Granite sédimentaire, basalte mantellique, péridotite noire et continentale

Granite clair et continental, basalte noir et océanique, péridotite mantellique

Explication

Le granite est généralement clair et associé aux continents, le basalte est noir et caractéristique du domaine océanique, tandis que la péridotite appartient au manteau. Les autres associations attribuent chaque roche à un domaine inadapté.

6. Pourquoi la couleur d’une roche ne suffit-elle pas à l’identifier avec certitude ?

Parce que les roches claires appartiennent toutes au domaine continental
Parce que la couleur varie selon la forme de l’échantillon observé
Parce que la couleur indique directement la profondeur de formation de la roche
Parce que plusieurs roches peuvent avoir une couleur comparable et qu’il faut utiliser d’autres critères

Parce que plusieurs roches peuvent avoir une couleur comparable et qu’il faut utiliser d’autres critères

Explication

La couleur constitue un critère utile, mais des roches différentes peuvent présenter des couleurs proches ; elle doit donc être complétée par d’autres observations. La forme de l’échantillon ne permet pas, à elle seule, de déterminer sa nature.

7. Que désigne la texture d’une roche ?

La forme générale de l’échantillon
La couleur dominante de sa surface
La profondeur à laquelle elle se trouve
La taille des minéraux qui la composent

La taille des minéraux qui la composent

Explication

La texture correspond à la taille des minéraux constituant la roche et permet de comparer différents échantillons. La couleur, la forme et la profondeur sont des informations distinctes qui ne définissent pas la texture.

8. Un échantillon possède une masse de 240 g et un volume de 80 ml. Quelle est sa masse volumique ?

ρ=320 g/ml\rho = 320\ \text{g/ml}
ρ=0,33 g/ml\rho = 0{,}33\ \text{g/ml}
ρ=3 g/ml\rho = 3\ \text{g/ml}
ρ=160 g/ml\rho = 160\ \text{g/ml}

$$\rho = 3\ \text{g/ml}$$

Explication

La masse volumique se calcule avec ρ=mV\rho = \frac{m}{V}, donc ρ=24080=3 g/ml\rho = \frac{240}{80}=3\ \text{g/ml}. La valeur 0,33 g/ml0{,}33\ \text{g/ml} correspondrait à l’inverse du rapport masse-volume et ne représente pas la masse volumique recherchée.

9. Quelle distinction décrit correctement les deux grandes catégories de roches magmatiques ?

Les roches volcaniques se forment en profondeur, tandis que les roches plutoniques se forment en surface.
Les roches volcaniques se forment en surface, tandis que les roches plutoniques se forment en profondeur.
Les roches volcaniques proviennent de sédiments, tandis que les roches plutoniques résultent d’une transformation.
Les roches volcaniques se forment dans les montagnes, tandis que les roches plutoniques proviennent du plancher océanique.

Les roches volcaniques se forment en surface, tandis que les roches plutoniques se forment en profondeur.

Explication

Les roches volcaniques refroidissent en surface, alors que les roches plutoniques cristallisent en profondeur. La confusion fréquente consiste à inverser leurs lieux de formation.

10. Quelle association caractérise correctement la croûte continentale ?

Une épaisseur d’environ 30 à 60 km et une composition majoritairement granitique.
Une épaisseur d’environ 30 à 60 km et une composition principalement constituée de gabbro.
Une épaisseur d’environ 2 à 5 km et une composition majoritairement sédimentaire.
Une épaisseur d’environ 2 à 5 km et une composition principalement basaltique.

Une épaisseur d’environ 30 à 60 km et une composition majoritairement granitique.

Explication

La croûte continentale est relativement épaisse, avec environ 30 à 60 km, et contient majoritairement du granite. Des roches sédimentaires peuvent dominer localement à sa surface, sans caractériser toute son épaisseur.

11. Un échantillon provenant de la croûte océanique montre du basalte près de la surface et du gabbro plus profondément : quelle conclusion est correcte ?

Il correspond à une croûte continentale de 30 à 60 km principalement granitique.
Il correspond à une croûte océanique composée de granite près de la surface et de basalte en profondeur.
Il correspond à une croûte continentale où le gabbro forme la partie supérieure.
Il correspond à la structure habituelle d’une croûte océanique de 2 à 5 km d’épaisseur.

Il correspond à la structure habituelle d’une croûte océanique de 2 à 5 km d’épaisseur.

Explication

La croûte océanique est mince, d’environ 2 à 5 km, avec du basalte en surface et du gabbro en profondeur. La croûte continentale est plus épaisse et majoritairement granitique.

12. Une onde parcourt 12 km en 3 secondes ; quelle est sa vitesse de propagation ?

15 km⋅s−115\ \text{km·s}^{-1}
36 km⋅s−136\ \text{km·s}^{-1}
9 km⋅s−19\ \text{km·s}^{-1}
4 km⋅s−14\ \text{km·s}^{-1}

$$4\ \text{km·s}^{-1}$$

Explication

La vitesse se calcule avec v=dtv = \frac{d}{t}, donc v=123=4 km⋅s−1v = \frac{12}{3} = 4\ \text{km·s}^{-1}. À distance constante, une durée plus longue conduirait à une vitesse plus faible.

13. Pourquoi les ondes P sont-elles utiles pour étudier les différentes enveloppes terrestres ?

Elles se propagent dans les milieux solides, mais sont arrêtées par les liquides.
Elles peuvent traverser les milieux solides, liquides et gazeux.
Elles se propagent exclusivement dans les roches solides de la croûte.
Elles traversent les liquides et les gaz, mais pas les milieux solides.

Elles peuvent traverser les milieux solides, liquides et gazeux.

Explication

Les ondes P sont des ondes de compression capables de se propager dans les solides, les liquides et les gaz. Les ondes S constituent le cas contrasté, car elles ne se propagent que dans les solides.

14. Une station ne détecte pas d’ondes S après la traversée d’une région interne de la Terre : quelle propriété cette observation suggère-t-elle ?

La région traversée correspond à une zone où les ondes P sont absentes.
La région traversée comporte un milieu solide.
La région traversée correspond nécessairement à la croûte continentale.
La région traversée comporte un milieu liquide.

La région traversée comporte un milieu liquide.

Explication

Les ondes S sont des ondes de cisaillement qui se propagent dans les solides et ne se propagent pas dans les liquides. Leur absence peut donc révéler la présence d’un milieu liquide.

15. Quelle succession de discontinuités associe correctement chaque limite interne de la Terre ?

Moho entre croûte et noyau externe, Gutenberg entre noyaux externe et interne, Lehmann entre manteau et croûte.
Moho entre manteau et noyau externe, Gutenberg entre croûte et manteau, Lehmann entre noyaux externe et interne.
Moho entre croûte et manteau, Gutenberg entre manteau et noyau externe, Lehmann entre noyaux externe et interne.
Moho entre noyaux externe et interne, Gutenberg entre croûte et manteau, Lehmann entre manteau et noyau externe.

Moho entre croûte et manteau, Gutenberg entre manteau et noyau externe, Lehmann entre noyaux externe et interne.

Explication

La discontinuité de Moho marque la limite croûte-manteau, Gutenberg la limite manteau-noyau externe et Lehmann la limite entre les deux noyaux. Les autres associations déplacent ces frontières internes.

16. Comment la détection des ondes S permet-elle de distinguer les deux parties du noyau ?

Les deux parties du noyau sont liquides, car les ondes S les traversent.
Le noyau externe est solide, tandis que le noyau interne est liquide.
Le noyau externe est liquide, tandis que le noyau interne est solide.
Les deux parties du noyau sont solides, car les ondes S sont détectées dans chacune.

Le noyau externe est liquide, tandis que le noyau interne est solide.

Explication

Les ondes S ne se propagent pas dans les liquides : leur absence dans le noyau externe indique donc qu’il est liquide. Leur présence dans le noyau interne indique que celui-ci est solide.

17. Quelle définition correspond à la lithosphère ?

Le manteau entier compris entre la croûte et le noyau externe.
La partie ductile du manteau supérieur située sous la croûte.
La croûte seule, sans aucune portion du manteau supérieur.
La croûte et la partie supérieure rigide du manteau supérieur.

La croûte et la partie supérieure rigide du manteau supérieur.

Explication

La lithosphère comprend la croûte et la partie supérieure rigide du manteau supérieur. La partie ductile du manteau supérieur appartient à l’asthénosphère, ce qui permet de distinguer les deux enveloppes.

18. Lors d’un séisme, que désigne le foyer ?

La zone superficielle où les ondes sismiques cessent de se propager.
Le point de la surface situé à la verticale du lieu où les dégâts sont les plus importants.
La limite entre la croûte terrestre et le manteau sous-jacent.
Le point en profondeur où commence la rupture et d’où partent les ondes sismiques.

Le point en profondeur où commence la rupture et d’où partent les ondes sismiques.

Explication

Le foyer est le point profond où débute la rupture de la roche et d’où les ondes sismiques se propagent. Le point correspondant à sa projection en surface est l’épicentre.

19. Quelle situation permet d’identifier l’épicentre d’un séisme ?

Il se trouve à la surface, à la verticale ou près de la verticale du foyer.
Il se trouve en profondeur, à l’origine de la rupture de la roche.
Il correspond à la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère.
Il désigne la région interne où les ondes S cessent d’être détectées.

Il se trouve à la surface, à la verticale ou près de la verticale du foyer.

Explication

L’épicentre est le point de la surface terrestre situé à la verticale ou au plus près du foyer, et il est fortement affecté par le séisme. Le foyer, lui, se situe en profondeur et constitue le départ de la rupture.

20. Que montrent les observations réalisées par forage concernant la température à l’intérieur du globe ?

La température augmente avec la profondeur
La température reste stable avec la profondeur
La température varie sans lien avec la profondeur
La température diminue avec la profondeur

La température augmente avec la profondeur

Explication

Les mesures effectuées dans les forages indiquent une hausse de la température lorsque la profondeur augmente. Le modèle PREM, fondé sur les ondes sismiques, concerne la structure interne du globe et ne décrit pas directement cette observation de forage.

21. Pourquoi le forage de Kota s’est-il arrêté à environ 12 km de profondeur ?

Les ondes sismiques y devenaient trop faibles
La température y devenait trop élevée
Les roches y devenaient totalement imperméables
La pression atmosphérique y devenait trop importante

La température y devenait trop élevée

Explication

Le forage de Kota a atteint environ 12 km avant son arrêt, car la température était devenue trop élevée pour poursuivre les opérations. La profondeur limitée du forage ne résulte pas d’une faiblesse des ondes sismiques, qui permettent au contraire d’étudier des régions bien plus profondes.

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Que permettent d'obtenir les sondes et forages sur le sous-sol terrestre ?

Des informations directes sur la structure et la nature du sous-sol.

Quelle profondeur a atteint le forage de Kota ?

Environ 12 km de profondeur.

Que consiste à faire un profil altimétrique en géologie ?

Tracer une droite de A vers B, reporter les altitudes et les représenter sur un graphique.

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