QCM : Structures internes du globe terrestre (32 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon théorique du noyau externe est comparé à un autre provenant du noyau interne. Quelle différence d’état physique entre les deux correspond à la structure terrestre ?

Fer et nickel liquides dans les deux noyaux
Fer et nickel liquides dans l’externe, solides dans l’interne
Fer et nickel solides dans l’externe, liquides dans l’interne
Fer et nickel solides dans les deux noyaux

Fer et nickel liquides dans l’externe, solides dans l’interne

Explication

Le noyau externe est principalement composé de fer et de nickel liquides, tandis que ces métaux sont principalement solides dans le noyau interne. L’inversion des états confond les deux couches; les deux autres réponses attribuent le même état aux deux noyaux.

2. Une roche enfouie est modifiée par une hausse de pression et de température, mais ne fond pas complètement. Dans quelle catégorie la classe-t-on ?

Dans les roches métamorphiques.
Dans les roches sédimentaires.
Dans les roches magmatiques volcaniques.
Dans les roches magmatiques plutoniques.

Dans les roches métamorphiques.

Explication

Une roche métamorphique se transforme à l’état solide sous l’effet de variations de pression, de température ou de fluides, sans fusion complète. Le refroidissement d’un magma forme une roche magmatique, tandis que l’accumulation de sédiments forme une roche sédimentaire.

3. Une équipe veut obtenir des indices directs sur les matériaux situés sous la surface terrestre. Quelle combinaison relève de méthodes directes ?

Forages, tomographie sismique, enclaves et roches accessibles en surface
Forages, roches volcaniques, enclaves et roches accessibles en surface
Forages, roches volcaniques, météorites et roches accessibles en surface
Roches volcaniques, champ magnétique, enclaves et roches accessibles en surface

Forages, roches volcaniques, enclaves et roches accessibles en surface

Explication

Les méthodes directes reposent sur l’étude de matériaux accessibles, notamment ceux prélevés par forage ou transportés par le magma. La tomographie, le champ magnétique et les météorites relèvent des méthodes indirectes.

4. Une plaque océanique plongeante exerce une traction, tandis qu’une dorsale présente un relief et que le manteau est en mouvement. Quelle interprétation du déplacement des plaques est la plus juste ?

Plusieurs facteurs peuvent contribuer au déplacement des plaques.
Le mouvement du manteau explique à lui seul le déplacement.
La traction de la plaque plongeante explique à elle seule le déplacement.
Le relief de la dorsale s’oppose au déplacement des plaques.

Plusieurs facteurs peuvent contribuer au déplacement des plaques.

Explication

Le déplacement des plaques dépend notamment de la traction d’une plaque plongeante, des effets gravitaires liés aux reliefs des dorsales et des mouvements du manteau. L’explication par la seule traction ou par le seul manteau néglige les autres facteurs, tandis que présenter le relief comme un frein contredit son rôle gravitaire.

5. Une équipe compare la vitesse, la trajectoire et les temps d’arrivée d’ondes sismiques enregistrées après un séisme. À quelle fin ces observations peuvent-elles servir ?

Déterminer la forme de la surface terrestre au point d’arrivée
Déduire les caractéristiques des couches internes de la Terre
Estimer uniquement l’intensité des dégâts en surface
Mesurer directement la composition chimique exacte de chaque couche

Déduire les caractéristiques des couches internes de la Terre

Explication

L’étude de la vitesse, de la trajectoire et du temps d’arrivée des ondes permet de déduire les caractéristiques des couches internes. Elle ne fournit pas directement la composition chimique exacte, ni ne se réduit à la forme de la surface ou à l’évaluation des dégâts.

6. Dans une région, deux plaques s’écartent au niveau d’une dorsale, deux autres se rapprochent, et ailleurs deux plaques glissent horizontalement l’une contre l’autre. Comment classer ces trois limites, dans cet ordre ?

Divergente, transformante, convergente.
Transformante, convergente, divergente.
Divergente, convergente, transformante.
Convergente, divergente, transformante.

Divergente, convergente, transformante.

Explication

Une limite divergente correspond à un écartement, une limite convergente à un rapprochement, et une limite transformante à un coulissement horizontal. Inverser divergence et convergence confond écartement et rapprochement; les autres classements attribuent à tort le coulissement ou l’écartement à un autre type de limite.

7. Quelle couche forme l’enveloppe superficielle solide de la Terre, qu’elle soit continentale ou océanique ?

Le manteau
La croûte
Une discontinuité
Le noyau externe

La croûte

Explication

La croûte est l’enveloppe superficielle solide de la Terre, continentale ou océanique. Le manteau est une couche plus profonde, le noyau externe est métallique et une discontinuité est une limite entre matériaux.

8. Dans une région, les ondes sismiques se déplacent plus lentement que ne le prévoit le modèle de référence. Comment caractérise-t-on cette observation ?

Une anomalie positive de vitesse
Une anomalie positive de densité
Une anomalie négative de vitesse
Une vitesse conforme au modèle

Une anomalie négative de vitesse

Explication

Une anomalie négative signifie que les ondes se déplacent plus lentement que dans le modèle de référence. Une anomalie positive correspond à une vitesse plus élevée, tandis qu’une variation de densité n’est pas la définition d’une anomalie de vitesse.

9. Une équipe compare les vitesses des ondes sismiques mesurées dans différentes régions pour produire une image de l’intérieur de la Terre. Quelle méthode utilise-t-elle ?

La tomographie sismique
Le modèle PREM
Le forage profond
La gravimétrie

La tomographie sismique

Explication

La tomographie sismique reconstruit des images de l’intérieur terrestre à partir des variations de vitesse des ondes. La gravimétrie étudie le champ de gravité, le PREM sert de modèle de référence et le forage prélève des roches.

10. Quelle enveloppe terrestre rigide comprend la croûte et une partie du manteau supérieur ?

La lithosphère
La croûte terrestre
L’asthénosphère
Le manteau supérieur

La lithosphère

Explication

La lithosphère est l’enveloppe externe rigide formée de la croûte et du manteau lithosphérique. L’asthénosphère désigne la couche située dessous, la croûte seule est incomplète, et le manteau supérieur entier est trop étendu.

11. Sous une dorsale, des matériaux chauds du manteau remontent et la pression diminue. Quel enchaînement peut alors produire de nouvelles roches de la croûte océanique ?

La péridotite fond complètement, puis le magma reste en profondeur
La péridotite refroidit d’abord, puis le magma descend et cristallise
La pression augmente, la péridotite fond partiellement, puis le magma remonte
La péridotite fond partiellement, puis le magma remonte et refroidit

La péridotite fond partiellement, puis le magma remonte et refroidit

Explication

La remontée réduit la pression et peut provoquer la fusion partielle par décompression de la péridotite ; le magma remonte ensuite et refroidit pour former des roches de la croûte océanique. Une hausse de pression ne décrit pas ce mécanisme.

12. Lorsqu’une plaque lithosphérique s’enfonce sous une autre plaque, quel processus géologique est décrit ?

La collision.
Le coulissement transformant.
La divergence.
La subduction.

La subduction.

Explication

La subduction est l’enfoncement d’une plaque lithosphérique sous une autre. La divergence désigne l’écartement, le coulissement transformant un mouvement horizontal et la collision un rapprochement qui ne désigne pas à lui seul l’enfoncement.

13. Une rupture sismique débute à 18 km de profondeur. Le point situé à la verticale de ce lieu se trouve à la surface. Comment nomme-t-on respectivement le lieu de départ et le point de surface ?

Le foyer, puis l’épicentre
L’épicentre, puis le foyer
Le foyer, puis une onde de surface
Une discontinuité, puis l’épicentre

Le foyer, puis l’épicentre

Explication

Le foyer, ou hypocentre, est le lieu en profondeur où débute la rupture; l’épicentre est le point de surface situé à sa verticale. Inverser ces termes confond profondeur et surface, tandis qu’une discontinuité et une onde de surface désignent autre chose.

14. Une élève explique que Wegener avait déjà identifié le mécanisme satisfaisant du déplacement continental. Quelle correction tient compte des découvertes ultérieures ?

Wegener ne disposait pas d’indices géographiques ; les continents ont ensuite été compris comme appartenant à des plaques lithosphériques en mouvement
Wegener avait déjà décrit les plaques lithosphériques ; les découvertes ultérieures ont plutôt précisé la fragmentation de la Pangée
Wegener ne disposait pas d’un mécanisme satisfaisant ; les continents ont ensuite été compris comme appartenant à des plaques lithosphériques en mouvement
Wegener expliquait le déplacement des océans ; les découvertes ultérieures ont montré que les continents restent fixes

Wegener ne disposait pas d’un mécanisme satisfaisant ; les continents ont ensuite été compris comme appartenant à des plaques lithosphériques en mouvement

Explication

Wegener avait proposé la dérive, mais ne possédait pas de mécanisme satisfaisant pour l’expliquer ; les découvertes ultérieures ont établi que les continents appartiennent à des plaques lithosphériques en mouvement. L’absence de mécanisme ne signifie pas qu’il manquait d’indices, et le modèle des plaques n’était pas déjà celui de Wegener.

15. Une coupe géologique révèle une croûte de 52 km sous une région et de 6,5 km sous une autre. Quelle interprétation correspond aux épaisseurs habituelles des deux domaines ?

Les deux régions sont océaniques.
La première région est continentale et la seconde océanique.
Les deux régions sont continentales.
La première région est océanique et la seconde continentale.

La première région est continentale et la seconde océanique.

Explication

La croûte continentale mesure environ 30 à 70 km, contre environ 6 à 7 km pour la croûte océanique. L’inversion des domaines confond ces ordres de grandeur, tandis que les deux valeurs ne correspondent pas au même domaine.

16. Une dorsale présente un écartement lent, un apport magmatique discontinu et une vallée axiale marquée. À quel type correspond-elle le mieux ?

À une zone de subduction
À une plaine abyssale éloignée d’une dorsale
À une dorsale lente
À une dorsale rapide

À une dorsale lente

Explication

Les dorsales lentes se caractérisent par un écartement relativement lent et un apport magmatique généralement moins important et plus discontinu ; une vallée axiale marquée peut s’y trouver. Les dorsales rapides ont généralement un apport magmatique plus continu.

17. En comparant une vieille région continentale à la croûte océanique actuelle, quelle différence d’âge est attendue ?

La croûte continentale peut dater de plusieurs milliards d’années, tandis que la croûte océanique actuelle a généralement moins de 200 millions d’années.
Les deux croûtes ont généralement moins de 200 millions d’années.
La croûte continentale a généralement moins de 200 millions d’années, tandis que la croûte océanique peut dater de plusieurs milliards d’années.
La croûte océanique actuelle peut dater de plusieurs milliards d’années, tandis que la croûte continentale a généralement moins de 200 millions d’années.

La croûte continentale peut dater de plusieurs milliards d’années, tandis que la croûte océanique actuelle a généralement moins de 200 millions d’années.

Explication

La croûte continentale peut être très ancienne, alors que la croûte océanique actuelle a généralement moins de 200 millions d’années. L’inversion des âges échange les caractéristiques des domaines, et les deux autres réponses attribuent à tort le grand âge à la croûte océanique ou aux deux croûtes.

18. Quelle hypothèse Alfred Wegener propose-t-il au début du XXe siècle pour expliquer l’origine des continents actuels ?

Les continents actuels occupaient déjà leur position définitive dans la Pangée
Les continents actuels se sont formés séparément après la Pangée
Les océans actuels proviennent de la fragmentation de la Pangée
Les continents actuels proviennent de la fragmentation de la Pangée

Les continents actuels proviennent de la fragmentation de la Pangée

Explication

Wegener propose que les continents actuels étaient autrefois réunis dans la Pangée, puis que ce supercontinent s’est fragmenté. Les océans ne sont pas les éléments dont il suppose la fragmentation, et son hypothèse implique un déplacement des continents.

19. Quel modèle de référence décrit notamment les variations de densité et de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur ?

La tomographie sismique
Le PREM
La fusion par décompression
La gravimétrie

Le PREM

Explication

Le PREM est un modèle de référence qui décrit notamment les variations de densité et de vitesse des ondes sismiques selon la profondeur. La tomographie est une méthode d’imagerie, tandis que la gravimétrie étudie les variations du champ de gravité.

20. Dans une expérience sur une couche du manteau, des matériaux en mouvement transportent la chaleur. Quel mécanisme explique ce transfert ?

La convection thermique
Le géotherme
La conduction thermique
Le flux thermique

La convection thermique

Explication

La convection thermique est un transfert de chaleur associé à des mouvements de matière. La conduction se fait sans déplacement global, le flux thermique mesure la chaleur transférée par surface et par unité de temps, et le géotherme est une courbe.

21. Quelle caractéristique définit les dorsales océaniques et explique leur rôle dans la formation de la lithosphère ?

Ce sont des reliefs sous-marins où les plaques s’écartent et où se forme de la nouvelle lithosphère océanique
Ce sont des reliefs sous-marins où les plaques convergent et où la lithosphère océanique disparaît
Ce sont des reliefs continentaux où les plaques s’écartent et où se forme de la lithosphère océanique
Ce sont des zones éloignées des limites de plaques où la lithosphère océanique se refroidit

Ce sont des reliefs sous-marins où les plaques s’écartent et où se forme de la nouvelle lithosphère océanique

Explication

Les dorsales sont des reliefs sous-marins associés à l’écartement des plaques et à la formation de nouvelle lithosphère océanique. La convergence et la disparition de lithosphère relèvent d’un autre contexte tectonique.

22. Une onde traverse un trajet comprenant une couche solide puis une couche liquide. Quelle description permet de reconnaître une onde P plutôt qu’une onde S ?

Onde de compression, la plus rapide, traversant solides et liquides
Onde de cisaillement, traversant les solides mais pas les liquides
Onde de compression, traversant les solides mais pas les liquides
Onde de cisaillement, la plus rapide, traversant solides et liquides

Onde de compression, la plus rapide, traversant solides et liquides

Explication

Les ondes P sont des ondes de compression, les plus rapides, et traversent solides et liquides; les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne traversent pas les liquides. Les autres descriptions mélangent les propriétés de ces deux types d’ondes.

23. Une couche située sous la lithosphère est constituée de roches majoritairement solides qui se déforment lentement sur les temps géologiques. De quelle couche s’agit-il ?

De l’asthénosphère
Du manteau lithosphérique
De la LVZ
De la croûte

De l’asthénosphère

Explication

L’asthénosphère se trouve sous la lithosphère et ses roches, bien que majoritairement solides, sont ductiles et se déforment lentement. La LVZ désigne une zone de vitesse sismique réduite, le manteau lithosphérique appartient à la lithosphère et la croûte en est la partie externe.

24. Dans une expérience, la chaleur passe d’une zone chaude à une zone froide sans déplacement global de matière. Quel mécanisme de transfert est observé ?

La convection thermique
La conduction thermique
Le flux thermique
Le géotherme

La conduction thermique

Explication

La conduction thermique transfère la chaleur sans déplacement global de matière. La convection implique des mouvements de matière, le flux thermique quantifie un transfert à travers une surface et le géotherme représente la température selon la profondeur.

25. Un fragment de lithosphère océanique s’éloigne de la dorsale. Quelle évolution explique son enfoncement progressif ?

Elle se refroidit, s’épaissit, devient moins dense et s’enfonce par subsidence thermique
Elle se refroidit, s’amincit, devient moins dense et remonte par subsidence thermique
Elle se refroidit, s’épaissit, devient plus dense et s’enfonce par subsidence thermique
Elle se réchauffe, s’épaissit, devient plus dense et s’enfonce par fusion thermique

Elle se refroidit, s’épaissit, devient plus dense et s’enfonce par subsidence thermique

Explication

En s’éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique se refroidit, s’épaissit notamment dans son manteau lithosphérique et devient globalement plus dense ; elle s’enfonce alors par subsidence thermique. La diminution de densité ne rendrait pas compte de cet enfoncement.

26. Une équipe calcule la variation de température par kilomètre et trace ensuite la température en fonction de la profondeur. Comment distinguer les deux résultats ?

Le calcul donne le géotherme, et la courbe tracée est le gradient
Le calcul donne le flux thermique, et la courbe tracée est le géotherme
Le calcul donne le gradient, et la courbe tracée est une isotherme
Le calcul donne le gradient, et la courbe tracée est le géotherme

Le calcul donne le gradient, et la courbe tracée est le géotherme

Explication

Le gradient décrit la variation de température avec la profondeur, tandis que le géotherme représente cette variation sous forme graphique. Le géotherme n’est pas le calcul par kilomètre, le flux concerne un transfert de chaleur et une isotherme relie des points de même température.

27. En modélisant une coupe de la Terre, une équipe repère la frontière entre la croûte et le manteau. Quel nom doit-elle donner à cette limite ?

La discontinuité de Lehmann
La discontinuité de Gutenberg
Une discontinuité, sans nom précis
Le Moho

Le Moho

Explication

Le Moho est la limite entre la croûte et le manteau. Gutenberg sépare le manteau du noyau externe, Lehmann sépare les deux noyaux, et « discontinuité » désigne la catégorie générale de ces limites.

28. Quel trait caractérise l’organisation mécanique de la lithosphère à l’échelle de la surface terrestre ?

Elle se déforme lentement comme les roches ductiles sous-jacentes
Elle est divisée en plaques mobiles les unes par rapport aux autres
Elle forme une enveloppe continue sans plaques distinctes
Elle est divisée en couches qui glissent toutes dans la même direction

Elle est divisée en plaques mobiles les unes par rapport aux autres

Explication

La lithosphère est découpée en plaques qui se déplacent les unes par rapport aux autres. Une enveloppe sans plaques nie cette organisation, un déplacement commun n’est pas un mouvement relatif, et la déformation ductile décrit l’asthénosphère.

29. Dans une coulée, une roche présente de petits cristaux dans une pâte parfois vitreuse. Quelle texture et quel refroidissement lui associer ?

Une texture microlitique, liée à un refroidissement lent en profondeur.
Une texture grenue, liée à un refroidissement rapide en surface ou près de la surface.
Une texture microlitique, liée à un refroidissement rapide en surface ou près de la surface.
Une texture grenue, liée à un refroidissement lent en profondeur.

Une texture microlitique, liée à un refroidissement rapide en surface ou près de la surface.

Explication

La texture microlitique comprend de petits cristaux dans une pâte parfois vitreuse et est généralement liée à un refroidissement rapide en surface ou près de la surface. La texture grenue correspond à des cristaux visibles et jointifs formés généralement lors d’un refroidissement lent en profondeur.

30. Pour reconstituer l’intérieur terrestre à partir des variations de vitesse des ondes sismiques, quelle méthode une équipe doit-elle utiliser ?

L’étude des météorites
La gravimétrie
L’étude du champ magnétique terrestre
La tomographie sismique

La tomographie sismique

Explication

La tomographie sismique reconstitue des images de l’intérieur de la Terre à partir des variations de vitesse des ondes. La gravimétrie étudie les variations de gravité, tandis que le champ magnétique et les météorites fournissent d’autres types d’informations.

31. Dans une expérience, la température augmente de 24 °C entre deux points séparés verticalement de 3 km. Quelle valeur représente le gradient géothermique sur cet intervalle ?

8 °C/km8\,°C/km
72 °C/km72\,°C/km
24 °C/km24\,°C/km
0,125 °C/km0{,}125\,°C/km

$$8\,°C/km$$

Explication

Le gradient est la variation de température divisée par la variation de profondeur : 24/3=8 °C/km24/3=8\,°C/km. La valeur 0,125 °C/km0{,}125\,°C/km inverse le rapport, 24 °C/km24\,°C/km omet la profondeur et 72 °C/km72\,°C/km multiplie les deux valeurs.

32. Lors d’un séisme, que se produit-il à l’intérieur de la Terre et quel phénomène en résulte ?

Une libération brutale d’énergie produit des ondes sismiques
L’arrivée des ondes en surface déclenche la rupture en profondeur
Un déplacement continu des plaques produit des ondes sismiques
Une vibration de l’air produit des ondes sismiques dans la Terre

Une libération brutale d’énergie produit des ondes sismiques

Explication

Un séisme libère brutalement de l’énergie dans la Terre et produit des ondes sismiques. Un mouvement continu des plaques n’est pas le mécanisme décrit; les ondes sont des vibrations terrestres et leur arrivée en surface ne déclenche pas la rupture initiale.

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Mémorisez les réponses avec 83 flashcards sur Structures internes du globe terrestre.

Quelles méthodes permettent l’étude directe de l’intérieur de la Terre ?

Les forages, les roches volcaniques, les enclaves et les roches accessibles en surface.

Quelles méthodes indirectes étudient l’intérieur de la Terre ?

La sismologie, la tomographie sismique, la gravimétrie, l’étude du champ magnétique terrestre et celle des météorites.

Quelle théorie Alfred Wegener propose-t-il au début du XXe siècle ?

La théorie de la dérive des continents.

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