2025年大學《行星科學》專業(yè)題庫——冥王星表面構造和地質過程考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題10分，共50分）1.簡述冥王星被重新分類為矮行星后，其在行星科學研究中具有的獨特價值和科學意義。2.描述TombaughRegio（冥王星盤區(qū)）的主要地貌特征，并列舉三種可能的地質形成機制，簡述其支持證據(jù)。3.闡述SputnikPlanitia（斯普特尼克冰原）作為冥王星最大地貌單元的地質重要性，包括其規(guī)模、邊界特征以及內部可能存在的結構。4.比較冥王星表面氮冰、一氧化碳冰和甲烷冰在物理性質上的主要差異，并說明這些差異如何影響其參與地質過程的方式。5.解釋什么是冥王星的冰火山活動，并區(qū)別其與巖石行星火山活動的關鍵特征。二、分析題（每題15分，共45分）6.分析冥王星表面不同類型撞擊坑（如簡單坑、復合坑、中央隆起坑）的特征差異，并探討這些差異如何反映撞擊事件的能量、角度以及目標物質（冰/巖石混合物）的性質。7.結合冰的物理性質，詳細分析冰流（類似冰川）如何在冥王星表面形成、運動，并塑造相關的地貌特征。討論影響其運動速度和形態(tài)的主要因素。8.探討冥王星上觀測到的冰下海洋存在的可能性。結合地表證據(jù)（如斯普特尼克冰原的形態(tài)、熱演化模型、冰火山活動）和冰下海洋環(huán)境對地質過程的影響，論述支持或反對該假說的關鍵因素。試卷答案一、簡答題（每題10分，共50分）1.答案：冥王星的矮行星分類激發(fā)了對其宜居帶外類似天體（如柯伊伯帶天體）的系統(tǒng)研究，推動了我們對太陽系形成和演化的更深層理解。其獨特的地質地貌（如冰火山、大型冰原、年輕地殼）提供了研究冰質行星地質過程和熱演化的寶貴樣本，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的巖石行星地質模式，豐富了行星科學的理論體系。解析思路：考察對冥王星科學研究價值的宏觀理解。需答出其研究對太陽系演化和行星科學理論發(fā)展的推動作用，以及其獨特性提供了哪些新的研究課題和樣本。2.答案：主要特征：巨大、不規(guī)則、心形輪廓、明暗對比顯著（亮物質可能為水冰/氨水合物，暗物質成分待定）?？赡軝C制：①冰火山活動噴發(fā)物堆積和侵蝕形成；②地殼冷卻隆起，冰物質遷移暴露；③長期撞擊坑累積和改造；④冰流活動與沉積。支持證據(jù)可涉及地形數(shù)據(jù)（如高度變化）、光譜數(shù)據(jù)（成分推測）、地質年齡估算等。解析思路：考察對TombaughRegio地貌和形成機制的綜合認知。需要描述其核心特征，列舉至少三種主流科學假說，并能簡要關聯(lián)支持這些假說的地質或探測證據(jù)。3.答案：地質重要性：它是太陽系中已知的最大連續(xù)冰原，主要由氮冰構成，其規(guī)模和形態(tài)對冥王星的整體氣候和地質演化具有重要影響。邊界特征：巨大的氮冰懸崖（RupesTumbler）、水冰和氮冰混合物組成的平原（TolvanPlain）。內部可能結構：重力異常和地形數(shù)據(jù)顯示其下方可能存在液態(tài)氮或氨水合物組成的海洋，是冥王星潛在生命和地質活動的重要場所。解析思路：考察對SputnikPlanitia的關鍵信息和科學意義的把握。需明確其規(guī)模地位，描述其獨特的邊界地貌，并點出其下方可能的內部結構及其科學意義。4.答案：物理性質差異：氮冰熔點最低（約-210°C），易揮發(fā)，粘度較低；一氧化碳冰熔點高于氮冰（約-191°C），更穩(wěn)定；甲烷冰熔點最低（約-182°C），但相對較重。影響地質過程的方式：氮冰的易揮發(fā)性和流動性使其在冰火山活動、冰流和大氣輸運中扮演關鍵角色；不同冰的熔點差異影響相變過程和地貌演化；成分差異（如氮中可能溶解氨）影響冰的物理性質和地下潛在海洋的存在。解析思路：考察對冥王星表面主要冰種物理性質及其地質意義的理解。需要準確列出至少兩種冰的物理性質差異，并闡述這些差異如何具體影響地質過程（如流動性、相變、冰下海洋）。5.答案：冰火山活動是冥王星（及其他冰質天體）上的一種地質過程，通過類似火山的方式將地下的揮發(fā)性物質（主要是氮、甲烷、一氧化碳等冰）和固體顆粒（如巖石碎屑）噴發(fā)到地表。關鍵特征在于：①噴發(fā)物主要是冰或雪，而非熔融巖石；②噴發(fā)機制主要受揮發(fā)性物質相變（如升華、凍結）或壓力釋放驅動，而非巖漿熱力學；③可形成羽流、噴泉、隆起構造等多樣地貌。解析思路：考察對冰火山活動基本概念和核心特征的掌握。需定義該過程，并與傳統(tǒng)巖石火山活動明確區(qū)分（物質、能量來源、機制、地貌）。二、分析題（每題15分，共45分）6.答案：不同撞擊坑特征差異反映了撞擊事件的多方面信息。簡單坑邊緣陡峭、形態(tài)圓滑，通常撞擊能量較低、角度較垂直。復合坑具有平坦的底和陡峭的壁，中央可能存在隆起，形成于較高能量撞擊，可能涉及空腔形成和后續(xù)坍塌。中央隆起坑具有顯著的中央峰或穹窿，通常形成于中等偏高能量、近垂直角度的撞擊，目標物可能發(fā)生強烈的塑性變形和反彈。這些差異有助于區(qū)分撞擊能量、入射角以及冰/巖石混合物目標性質，進而重建撞擊歷史和冥王星早期地質演化。解析思路：考察對撞擊坑類型學及其形成機制和反映信息的理解。需要能區(qū)分至少兩種或三種坑的類型，描述其形態(tài)特征，并解釋這些特征與撞擊參數(shù)（能量、角度）和目標物質性質的關系，最終指出其在地質研究中的作用。7.答案：冰流形成于重力作用下，地表或近地表的冰體發(fā)生塑性變形而流動。在冥王星，受其低重力（約地球的1/8）和低溫影響，氮冰表現(xiàn)出相對較高的流動性。冰流運動塑造了多種地貌，如平滑的冰原表面、蜿蜒的冰流條帶、冰筏化的沉積體等。影響運動速度和形態(tài)的主要因素包括：①冰的粘度（受溫度影響）；②坡度；③冰的厚度；④冰的成分（如是否含氨，影響熔點）；⑤可能存在的冰下液態(tài)水或海洋提供的驅動力；⑥底層的基巖地形。冰流活動是塑造冥王星表面地貌的重要力量，類似于地球的冰川作用，但機制和影響因素有所差異。解析思路：考察對冰流地質作用原理和影響因素的分析能力。需解釋冰流形成的物理基礎，描述其在冥王星上的表現(xiàn)形式，并列出影響其運動的主要因素，并可以適當與地球冰川進行簡單對比。8.答案：冥王星上支持冰下海洋存在的證據(jù)包括：①斯普特尼克冰原巨大的尺度、緩慢的變形和內部可能的隆起，暗示其下方存在密度較小的物質（如液態(tài)氮）支撐；②冥王星整體熱演化模型表明，其地殼足夠厚，但內部仍可能保留熱量，為液態(tài)海洋的存在提供熱源；③觀測到的冰火山活動可能是由冰下海洋釋放的揮發(fā)性物質驅動的；④光譜數(shù)據(jù)在冥王星表面某些區(qū)域探測到氨的存在，氨能顯著降低水的冰點，有助于維持液態(tài)海洋。反對或不確定的因素在于：①缺乏直接探測冰下海洋的觀測證據(jù)（如重力數(shù)據(jù)分辨率、穿透深度限制）；②冥王星地質活動可能已減弱，冰下海洋可能已凍結或從未完全形成；③維持液態(tài)海洋所需