QCM : Structure interne du globe (23 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon de croûte est constitué majoritairement de granite et présente une densité de 2,7. De quel type de croûte provient-il le plus probablement ?

D’une croûte océanique de densité 2,7
De la croûte continentale
De la croûte océanique
D’une croûte continentale de densité 2,9

De la croûte continentale

Explication

La croûte continentale est majoritairement granitique et sa densité est de 2,7, contrairement à la croûte océanique, basaltique et gabbroïque, de densité 2,9. L’association au basalte confond les compositions, tandis que les deux autres réponses inversent les densités.

2. Quels minéraux caractérisent la composition du basalte et du gabbro océaniques ?

Quartz, olivine et plagioclase
Quartz, biotite et plagioclase
Plagioclase, olivine et pyroxène
Plagioclase, biotite et pyroxène

Plagioclase, olivine et pyroxène

Explication

Le basalte et le gabbro océaniques contiennent du plagioclase, de l’olivine et du pyroxène. Le quartz et la biotite sont associés au granite continental ; les autres choix mélangent ces assemblages minéralogiques.

3. Comment caractériser les ondes de volume lorsqu’elles traversent le globe ?

Elles se propagent à l’intérieur du globe dans toutes les directions et comprennent les ondes P et S
Elles se propagent à l’intérieur du globe dans les solides, mais comprennent uniquement les ondes S
Elles se propagent dans les couches superficielles et comprennent les ondes P et S
Elles se propagent à l’intérieur du globe dans toutes les directions, mais comprennent les ondes de surface

Elles se propagent à l’intérieur du globe dans toutes les directions et comprennent les ondes P et S

Explication

Les ondes de volume se propagent à l’intérieur du globe dans toutes les directions et regroupent les ondes P et S. Les couches superficielles caractérisent les ondes de surface, et le choix limité aux ondes S omet les ondes P.

4. Une onde sismique traverse successivement une couche solide puis une couche liquide. Quelle propriété permet de prévoir qu’elle peut poursuivre sa propagation dans le liquide ?

C’est une onde S, d’oscillation, qui se propage dans les solides et les liquides
C’est une onde de surface, de grande amplitude, qui traverse les milieux liquides
C’est une onde S, de cisaillement, qui se propage dans les solides et les liquides
C’est une onde P, de compression-dilatation, qui se propage dans les solides et les liquides

C’est une onde P, de compression-dilatation, qui se propage dans les solides et les liquides

Explication

Les ondes P sont des ondes de compression-dilatation capables de se propager dans les solides comme dans les liquides. Les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne traversent pas les liquides, et les ondes de surface restent dans les couches superficielles.

5. Après un séisme, les dégâts les plus importants sont associés à des ondes lentes, de grande amplitude, qui restent dans les couches superficielles. De quel type d’ondes s’agit-il ?

Des ondes S
Des ondes P
Des ondes de volume
Des ondes de surface

Des ondes de surface

Explication

Les ondes de surface, plus lentes et de grande amplitude, se propagent dans les couches superficielles et sont responsables des dégâts des séismes. Les ondes P sont les plus rapides, tandis que les ondes S et les ondes de volume se propagent à l’intérieur du globe.

6. Un rayon sismique rencontre une limite entre deux roches aux propriétés physiques différentes. Quel comportement peut-il adopter à cette limite ?

Continuer sans déviation comme dans un milieu homogène
Être réfléchi sans possibilité de réfraction
Être réfléchi et réfracté selon des lois géométriques
Être absorbé sans changement de direction

Être réfléchi et réfracté selon des lois géométriques

Explication

À la rencontre d’une discontinuité entre deux milieux différents, les ondes sismiques peuvent être réfléchies ou réfractées, comme le prévoient des lois géométriques analogues à celles de l’optique. L’absorption complète, la réflexion seule et la propagation sans déviation ne décrivent pas cette possibilité.

7. Une onde se propage d’un milieu où sa vitesse est V1V_1 vers un autre où elle vaut V2V_2. Quelle relation permet de relier les angles d’incidence ii et de réfraction rr à ces vitesses ?

sin⁡isin⁡r=V1V2\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{V_1}{V_2}
sin⁡isin⁡r=V2V1\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{V_2}{V_1}
sin⁡i+sin⁡r=V1V2\sin i+\sin r=\frac{V_1}{V_2}
sin⁡rsin⁡i=V1V2\frac{\sin r}{\sin i}=\frac{V_1}{V_2}

$$\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{V_1}{V_2}$$

Explication

La loi de Snell-Descartes pour la réfraction relie le rapport des sinus des angles au rapport des vitesses, dans l’ordre sin⁡isin⁡r=V1V2\frac{\sin i}{\sin r}=\frac{V_1}{V_2}. Le rapport inversé des vitesses ou celui des sinus inverse la loi, tandis que leur somme n’est pas la relation donnée.

8. En quelle année Andrija Mohorovicic a-t-il observé deux trains d’ondes P décalés d’une minute lors de l’étude d’un séisme dans la région de Zagreb ?

En 1906
En 1929
En 1919
En 1909

En 1909

Explication

Andrija Mohorovicic observe les deux trains d’ondes P en 1909 en étudiant un séisme près de Zagreb. 1919 et 1929 décalent l’événement, tandis que 1906 ne correspond pas à la date indiquée.

9. Sur un sismogramme, deux arrivées sont identifiées comme l’onde P directe et l’onde PmP réfléchie sur le Moho. Laquelle doit arriver en premier ?

L’onde PmP réfléchie sur le Moho
L’onde PmP, car son trajet est réfléchi
Une onde S précédant les deux ondes P
L’onde P directe

L’onde P directe

Explication

L’onde P directe arrive avant l’onde PmP, dont le trajet comprend une réflexion sur le Moho. Dire que PmP arrive en premier inverse cet ordre, et remplacer le premier signal par une onde S ne respecte pas la distinction ciblée.

10. Une équipe compare la profondeur du Moho sous un continent et sous un océan. Quelles profondeurs moyennes doit-elle retenir ?

Environ 30 km sous les continents et 10 km sous les océans
Environ 10 km sous les continents et 10 km sous les océans
Environ 10 km sous les continents et 30 km sous les océans
Environ 30 km sous les continents et 30 km sous les océans

Environ 30 km sous les continents et 10 km sous les océans

Explication

Le Moho se situe en moyenne à 30 km sous les continents et à 10 km sous les océans. L’interversion des valeurs, l’attribution de 30 km aux deux milieux ou celle de 10 km aux deux milieux méconnaît cette différence moyenne.

11. Après un séisme, une région ne reçoit pas d’ondes sismiques directes. Comment appelle-t-on cette région ?

La zone de dissipation
La zone de réflexion
Le foyer sismique
La zone d’ombre

La zone d’ombre

Explication

La zone d’ombre est une région qui ne reçoit pas d’ondes directes lors d’un séisme. La zone de réflexion concerne le trajet des ondes réfléchies, le foyer désigne l’origine du séisme et la dissipation thermique relève d’un autre phénomène.

12. En modélisant les trajets des ondes sismiques, une équipe observe que les ondes P changent de direction au passage de la limite entre le manteau et le noyau. Quel mécanisme explique la zone d’ombre ?

La réflexion des ondes P, liée au rebond sur la surface terrestre
La transmission des ondes P, à vitesse constante dans le noyau
L’atténuation des ondes P, liée à leur propagation dans le manteau
La réfraction des ondes P, liée au changement de vitesse dans le noyau

La réfraction des ondes P, liée au changement de vitesse dans le noyau

Explication

La zone d’ombre s’explique par la réfraction des ondes P sur le noyau, où leur vitesse diffère de celle du manteau. La réflexion sur la surface confond réfraction et réflexion, l’atténuation ne rend pas compte du changement de trajet décrit, et une vitesse constante écarte le mécanisme en cause.

13. Un géologue compare la température de deux points du sous-sol séparés par une distance connue. Quelle grandeur décrit la variation de température rapportée à cette distance ?

La profondeur géologique
Le flux thermique de surface
Le gradient géothermique
La température absolue

Le gradient géothermique

Explication

Le gradient géothermique décrit la variation de température entre deux points en fonction de leur distance. La température absolue est une valeur mesurée, le flux thermique concerne la chaleur transférée et la profondeur indique une position.

14. Une équipe compare les températures à différentes profondeurs et constate des augmentations de tailles variables selon les couches terrestres. Quelle conclusion correspond à cette observation ?

La température change seulement aux limites des couches
La température augmente avec la profondeur, de façon linéaire
La température augmente avec la profondeur, mais pas de façon linéaire
La température diminue avec la profondeur, mais pas de façon linéaire

La température augmente avec la profondeur, mais pas de façon linéaire

Explication

La température terrestre augmente avec la profondeur, mais cette augmentation n’est pas linéaire et varie selon les couches. Une hausse linéaire suppose une progression régulière, une baisse inverse la tendance, et une variation limitée aux interfaces ne correspond pas à l’évolution décrite.

15. Dans une cuve, un fluide chauffé au fond se met en mouvement et transporte la chaleur vers le haut. Quel mode de transfert est en jeu ?

Le refroidissement conductif
Le transfert par gradient fort
La convection
La conduction

La convection

Explication

La convection transfère la chaleur par déplacement de matière. La conduction correspond à une transmission de proche en proche, le gradient élevé est associé à la conduction, et le refroidissement de surface caractérise un système conductif.

16. Dans deux milieux comparables, l’un transfère la chaleur par conduction avec un gradient thermique important, l’autre par convection avec un gradient faible. Quelle comparaison des transferts est cohérente ?

Le transfert convectif est plus efficace que le transfert conductif
Le transfert convectif cesse lorsque le gradient est faible
Le transfert conductif est plus efficace que le transfert convectif
Les deux transferts ont une efficacité comparable

Le transfert convectif est plus efficace que le transfert conductif

Explication

La conduction est associée à un gradient thermique plus important et à un transfert moins efficace que la convection, dont le gradient est faible. L’efficacité attribuée à la conduction inverse cette relation, l’égalité néglige la différence indiquée, et l’arrêt de la convection confond faible gradient et absence de transfert.

17. Un modèle terrestre transfère la chaleur par conduction. Quelle partie de ce système est refroidie ?

Le manteau en mouvement
La région la plus profonde
La surface
Tout le volume du système

La surface

Explication

Dans un système conductif, seule la surface est refroidie. Le refroidissement de tout le volume ou le brassage du manteau correspond à une confusion avec un transfert impliquant le mouvement de matière.

18. Un géologue compare deux sites, l’un continental et l’autre océanique. Quelles épaisseurs de croûte peut-il estimer respectivement ?

Environ 8 km et 30 km
Environ 30 km et 30 km
Environ 30 km et 8 km
Environ 8 km et 8 km

Environ 30 km et 8 km

Explication

La croûte mesure environ 30 km sous les continents et 8 km sous les océans. L’ordre inversé échange les deux domaines, tandis que deux épaisseurs identiques effacent leur différence.

19. En examinant un profil sismique jusqu’à environ 120 km de profondeur, un chercheur repère un manteau aux vitesses un peu supérieures et constantes. Quelle interprétation correspond à cette zone ?

Une LVZ ductile à vitesses faibles
Une croûte solide et homogène
Un manteau lithosphérique solide et cassant
Un manteau asthénosphérique jusqu’à 670 km

Un manteau lithosphérique solide et cassant

Explication

Le manteau lithosphérique est solide et cassant, présente des vitesses légèrement supérieures et constantes, et s’étend jusqu’à l’isotherme 1300 °C vers 120 km. La croûte a des vitesses moyennes, la LVZ a des vitesses plus faibles, et 670 km marque la limite du manteau asthénosphérique.

20. Dans une zone du manteau, les ondes sismiques ralentissent et les matériaux se déforment de manière ductile. De quelle zone s’agit-il ?

La Low Velocity Zone
La croûte terrestre
Le manteau lithosphérique
La lithosphère entière

La Low Velocity Zone

Explication

La Low Velocity Zone est une zone du manteau asthénosphérique où les vitesses sismiques sont plus faibles et les matériaux ductiles. La croûte et le manteau lithosphérique sont solides et cassants, tandis que la lithosphère comprend ces deux ensembles.

21. Une équipe classe les enveloppes externes de la Terre en fonction de leur composition mécanique. Quelle association entre nom et constituants est correcte ?

Lithosphère : manteau lithosphérique ; asthénosphère : croûte et manteau asthénosphérique
Lithosphère : croûte et manteau lithosphérique ; asthénosphère : manteau asthénosphérique
Lithosphère : croûte et manteau asthénosphérique ; asthénosphère : manteau lithosphérique
Lithosphère : croûte ; asthénosphère : manteau lithosphérique et manteau asthénosphérique

Lithosphère : croûte et manteau lithosphérique ; asthénosphère : manteau asthénosphérique

Explication

La lithosphère regroupe la croûte et le manteau lithosphérique, solides et cassants, tandis que l’asthénosphère correspond au manteau asthénosphérique ductile. Les autres associations déplacent le manteau asthénosphérique ou la croûte dans le mauvais ensemble, ou réduisent la lithosphère à la croûte.

22. Les mesures révèlent des vitesses sismiques différentes dans deux régions du manteau terrestre. Quelle différence interne peut expliquer ces hétérogénéités de vitesse ?

Des différences de composition entre les régions
Des différences de profondeur entre les régions
Des différences de transfert thermique entre les régions
Des différences de température entre les régions

Des différences de température entre les régions

Explication

Les hétérogénéités de vitesse des ondes à l’intérieur de la Terre s’expliquent par des hétérogénéités de température. Les différences de composition, de profondeur ou de transfert thermique ne sont pas le facteur explicatif indiqué ici.

23. Une région du manteau présente des roches moins denses et une anomalie sismique négative. Quelle interprétation thermique correspond à ces indices ?

La région est froide et les vitesses sismiques y sont plus faibles
La région est froide et les vitesses sismiques y sont plus rapides
La région est chaude et les vitesses sismiques y sont plus faibles
La région est chaude et les vitesses sismiques y sont plus rapides

La région est chaude et les vitesses sismiques y sont plus faibles

Explication

Les zones chaudes sont associées à des roches moins denses, à des vitesses sismiques plus faibles et à des anomalies négatives. L’interprétation « froide » inverse les caractéristiques thermiques, tandis que les vitesses rapides ne correspondent pas à cette association.

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Quelle roche compose majoritairement la croûte continentale ?

Le granite.

Quelle est la densité de la croûte continentale ?

2,7.

Quelle est la densité de la croûte océanique ?

2,9.

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