🎓 QCM SVT Terminale Spé — Passé géologique

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Q1. Le principe de superposition en géologie stipule que :

Une couche sédimentaire est plus récente que celle qu'elle recouvre
Une faille est toujours plus récente que les couches qu'elle affecte
Les fossiles identiques dans deux couches indiquent le même âge
Dans une série non déformée, la couche inférieure est la plus ancienne
Un filon magmatique est plus ancien que les roches encaissantes

Le principe de superposition indique que dans une série sédimentaire non déformée, les couches inférieures sont les plus anciennes (A et D corrects, même principe formulé différemment). B décrit le principe de recoupement (pas de superposition). C décrit le principe d'identité paléontologique. E est faux : un filon est plus RÉCENT que les roches qu'il traverse (principe de recoupement).

Q2. La datation au carbone 14 permet de dater :

Des roches magmatiques de plusieurs millions d'années
De la matière organique jusqu'à environ 50 000 ans
Des fossiles de dinosaures (−66 Ma)
Des sédiments carbonatés de n'importe quel âge
Des restes biologiques contenant du carbone

Le C14 ne date que la matière ORGANIQUE (B et E corrects) et sa demi-vie (5730 ans) limite son utilisation à ~50 000 ans. A est faux : le C14 ne date pas les roches (pas de carbone organique) et la limite temporelle est dépassée. C est faux : 66 Ma dépasse largement la limite du C14. D est faux : les carbonates inorganiques ne conviennent pas et la limite d'âge s'applique.

Q3. Après 3 demi-vies d'un isotope radioactif, la quantité restante de l'isotope parent est :

75% de la quantité initiale
50% de la quantité initiale
25% de la quantité initiale
12,5% de la quantité initiale
6,25% de la quantité initiale

À chaque demi-vie, la quantité est divisée par 2. Après 1 demi-vie : 50%. Après 2 demi-vies : 25%. Après 3 demi-vies : 12,5% (D correct). L'erreur classique est de penser qu'après 2 demi-vies il reste 50% (confusion fréquente entre nombre de demi-vies et pourcentage restant). La formule est N = N₀ × (1/2)^n avec n = nombre de demi-vies.

Q4. La méthode Rubidium/Strontium (Rb/Sr) nécessite pour construire une isochrone :

Un seul échantillon de roche daté par une autre méthode
Plusieurs échantillons cogénétiques de même âge mais de rapports Rb/Sr différents
La connaissance précise de la quantité initiale de Sr87
Un seul cristal de zircon très pur
Des minéraux ayant des rapports 87Rb/86Sr différents au sein de la même roche

La méthode isochrone Rb/Sr nécessite PLUSIEURS échantillons (ou minéraux) cogénétiques ayant des rapports Rb/Sr initiaux différents (B et E corrects). A est faux : un seul échantillon ne suffit pas pour tracer une droite isochrone. C est faux : l'avantage de la méthode isochrone est justement de ne PAS avoir besoin de connaître le Sr87 initial. D est faux : le zircon est utilisé pour U/Pb, pas Rb/Sr.

Q5. Les ophiolites sont :

Des roches sédimentaires déposées en milieu lacustre
Des fragments de lithosphère océanique retrouvés sur les continents
Des roches métamorphiques formées uniquement en zone de subduction
La preuve d'un ancien domaine océanique disparu (suture ophiolitique)
Composées de la séquence : basaltes en coussins, gabbros, péridotites

Les ophiolites sont des lambeaux de lithosphère océanique charriés sur un continent (B correct), témoignant d'un océan disparu (D correct), avec la séquence caractéristique sédiments/basaltes/gabbros/péridotites (E correct). A est faux : ce sont des roches magmatiques/mantelliques. C est faux : les ophiolites ne sont pas formées par le métamorphisme de subduction, elles sont la lithosphère océanique elle-même (le métamorphisme de subduction forme des schistes bleus/éclogites).

Q6. La chronologie relative permet de :

Déterminer l'âge en millions d'années d'une roche
Ordonner des événements géologiques les uns par rapport aux autres
Utiliser la décroissance radioactive pour dater
Dire qu'un événement est antérieur ou postérieur à un autre
S'appuyer sur les principes de superposition, recoupement et identité paléontologique

La chronologie relative ORDONNE les événements sans donner d'âge chiffré (B et D corrects), en utilisant les principes de superposition, recoupement, continuité et identité paléontologique (E correct). A est faux : donner un âge en Ma est le rôle de la chronologie ABSOLUE. C est faux : la radioactivité est un outil de datation absolue, pas relative.

Q7. Le métamorphisme de subduction est caractérisé par :

Des conditions haute température / basse pression
Des conditions basse température / haute pression
La formation de schistes bleus puis d'éclogites en profondeur
La fusion totale de la croûte océanique subduite
Des minéraux indicateurs comme le glaucophane et la jadéite

Le métamorphisme de subduction est un métamorphisme HP/BT (B correct) car la plaque plonge rapidement sans se réchauffer. On y trouve des faciès schistes bleus (glaucophane) puis éclogites (jadéite, grenat) (C et E corrects). A est faux (HT/BP = métamorphisme de contact). D est faux : la plaque ne fond pas totalement, c'est sa déshydratation qui provoque la fusion partielle du manteau sus-jacent.

Q8. Le principe de recoupement indique que :

Les fossiles identiques correspondent au même âge
Une structure géologique (faille, filon) est plus récente que les roches qu'elle traverse
Une couche sédimentaire est plus ancienne que celle qui la surmonte
Un filon de granite traversant des schistes est postérieur aux schistes
Une discordance angulaire est antérieure aux couches qui la surmontent

Le principe de recoupement stipule que tout événement qui en recoupe un autre lui est postérieur (B correct). Un filon traversant des schistes est donc plus récent (D correct). Une discordance angulaire est un événement (érosion) postérieur aux couches inférieures mais antérieur aux couches supérieures (E correct). A est le principe d'identité paléontologique. C est le principe de superposition.

Q9. Concernant la datation absolue par radioactivité :

La demi-vie est le temps pour que la moitié des atomes radioactifs se désintègrent
Le couple K/Ar est adapté pour dater des roches très récentes (<1000 ans)
La fermeture du système (pas de perte ni gain d'isotopes) est une condition nécessaire
Plus la demi-vie est longue, plus on peut dater des événements anciens
Le C14 avec sa demi-vie de 5730 ans date des roches de 4 milliards d'années

La demi-vie est bien le temps de désintégration de 50% des atomes parents (A correct). La fermeture du système est indispensable (C correct). Une longue demi-vie permet de dater des événements anciens (D correct). B est faux : K/Ar a une demi-vie de 1,25 Ga, inadaptée aux roches très récentes. E est absurde : le C14 est limité à ~50 000 ans.

Q10. Les bons fossiles stratigraphiques (fossiles guides) doivent être :

De grande taille pour être facilement reconnaissables
À large répartition géographique et courte durée de vie de l'espèce
Des espèces ayant vécu très longtemps pour être présentes dans de nombreuses couches
Abondants et facilement identifiables
Caractéristiques d'un milieu de dépôt particulier

Les bons fossiles stratigraphiques ont une large répartition géographique, une durée de vie courte (bonne résolution temporelle) (B correct), et sont abondants et facilement identifiables (D correct). A est non pertinent (la taille n'est pas un critère). C est faux : une longue durée de vie est un DÉFAUT car le fossile ne permet pas de dater précisément. E décrit les fossiles de faciès (indicateurs de milieu), pas les fossiles stratigraphiques.

Q11. La formation d'une chaîne de montagnes de collision implique :

Uniquement des phénomènes d'extension crustale
La fermeture d'un domaine océanique par subduction puis collision continentale
Un épaississement crustal par empilement de nappes de charriage
La présence d'ophiolites en tant que témoins de l'océan disparu
Un amincissement de la lithosphère continentale

Une chaîne de collision résulte de la fermeture d'un océan (B correct), avec épaississement crustal par nappes (C correct) et présence d'ophiolites comme marqueurs suturaux (D correct). A est faux : l'extension est caractéristique des rifts, pas des chaînes de collision. E est faux : il y a ÉPAISSISSEMENT, pas amincissement (racine crustale).

Q12. L'âge d'un granite peut être déterminé par :

La datation au carbone 14 car le granite contient du carbone
La méthode Rb/Sr sur différents minéraux du granite
La méthode U/Pb sur les zircons inclus dans le granite
Le principe de superposition appliqué au granite intrusif
La méthode K/Ar si le granite n'a pas subi de réchauffement postérieur

Le granite peut être daté par Rb/Sr (B correct), U/Pb sur zircons (C correct) ou K/Ar sous condition de système fermé (E correct). A est faux : le granite ne contient pas de carbone organique et le C14 est limité à 50 000 ans. D est faux : le principe de superposition ne s'applique pas aux roches intrusives (il faut le principe de recoupement).

Q13. Concernant les indices de subduction passée dans une chaîne de montagnes :

Les schistes bleus témoignent d'un métamorphisme HT/BP
Les éclogites se forment à très haute pression et température modérée
La présence de prismes d'accrétion sédimentaire témoigne de la subduction
Les andésites sont des roches de zone de subduction
Le métamorphisme de subduction transforme les gabbros en granites

Les éclogites se forment à HP avec T modérée (B correct). Les prismes d'accrétion sont des sédiments raclés lors de la subduction (C correct). Les andésites sont caractéristiques du volcanisme de subduction (D correct). A est faux : les schistes bleus sont HP/BT (pas HT/BP). E est faux : le métamorphisme transforme les gabbros en schistes bleus puis éclogites, pas en granites.

Q14. Une discordance angulaire entre deux séries de couches sédimentaires indique :

Un simple arrêt de sédimentation sans déformation
Une phase de plissement, érosion, puis reprise de sédimentation
Que les couches supérieures sont plus anciennes que les inférieures
Au moins trois événements successifs : sédimentation 1, déformation + érosion, sédimentation 2
Que les deux séries ont été déposées dans le même bassin sans interruption

Une discordance angulaire témoigne d'un plissement suivi d'une érosion puis d'une nouvelle sédimentation (B correct), soit au minimum 3 événements (D correct). A est faux : une simple lacune sans déformation est une lacune de sédimentation, pas une discordance ANGULAIRE. C est faux : les couches supérieures restent plus récentes (principe de superposition). E est faux : il y a bien une interruption majeure.

Q15. La datation par la méthode potassium-argon (K/Ar) :

Date de la matière organique comme le C14
Date des roches magmatiques (moment de cristallisation/refroidissement)
Nécessite que la roche n'ait pas été réchauffée après cristallisation (système fermé pour Ar)
Est utilisable sur des roches très anciennes grâce à la longue demi-vie du K40 (1,25 Ga)
Mesure le rapport entre K40 restant et Ar40 radiogénique accumulé

La méthode K/Ar date les roches magmatiques (B correct) en système fermé (C correct), exploite la longue demi-vie du K40 (D correct) en mesurant le rapport K40/Ar40 (E correct). A est FAUX : le K/Ar ne date pas la matière organique (c'est le rôle du C14). Le piège est que l'Ar étant un gaz, tout réchauffement le fait fuir et remet le chronomètre à zéro.

Q16. La méthode de datation Rb/Sr est basée sur :

La décroissance radioactive du ⁸⁷Rb en ⁸⁷Sr avec une demi-vie de 48,8 Ga
La décroissance du ¹⁴C avec une demi-vie de 5730 ans
Le rapport ¹⁸O/¹⁶O dans les carbonates
L'accumulation d'argon 40 dans les feldspaths

La méthode Rb/Sr utilise la désintégration β du rubidium 87 en strontium 87. L'alignement des points sur une droite isochrone donne l'âge.

Q17. Une droite isochrone permet de déterminer :

L'âge de cristallisation d'une roche magmatique
La température de formation d'un minéral
La profondeur d'enfouissement d'une roche
Le taux d'érosion d'un massif montagneux

L'isochrone Rb/Sr date la fermeture du système isotopique, c'est-à-dire le moment où la roche a cristallisé (pour un magmatique) ou subi un épisode métamorphique.

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