2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星盆地環(huán)境對植被生長的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后括號內(nèi)。）1.下列哪類行星盆地主要是由高速沖擊事件形成的？()A.火山盆地B.構(gòu)造盆地C.撞擊盆地D.冰蝕盆地2.在一個典型的撞擊盆地底部，由撞擊產(chǎn)生的熔融物冷卻后形成的混合巖石圈，通常被稱為？()A.沉積層B.熔融物混合層（TMG）C.環(huán)形山壁D.月海3.對于潛在支持植被生長的行星盆地而言，哪種環(huán)境因素通常是限制性因子？()A.可見光輻射強度B.大氣壓力C.有效液態(tài)水存在D.沉積物中氮元素含量4.與平坦開闊區(qū)域相比，行星盆地內(nèi)部的陰影區(qū)（如撞擊坑底部）可能更有利于以下哪種生物過程的生存？()A.光合作用B.呼吸作用C.化學(xué)合成D.微生物休眠5.木衛(wèi)二（Europa）上的大型撞擊盆地被認(rèn)為是尋找生命證據(jù)的關(guān)鍵區(qū)域，主要原因是？()A.盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量液態(tài)水B.盆地沉積物記錄了古老的氣候變遷C.盆地底部可能存在與地幔直接接觸的液態(tài)水海洋D.盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了復(fù)雜的有機分子6.在火星的某些撞擊盆地中，觀測到的季節(jié)性斜坡紋層（SLS）現(xiàn)象，通常被解釋為？()A.風(fēng)蝕地貌B.水蝕地貌C.冰川活動痕跡D.植物根系生長形成的圖案7.行星盆地內(nèi)不同深度的光照強度存在顯著差異，這主要受什么因素影響？()A.行星大氣透明度B.盆地地形遮蔽C.行星自轉(zhuǎn)速度D.盆地底部水體吸收8.對于需要較高大氣氧氣濃度才能生存的假想植被，以下哪種類型的行星盆地可能相對更不適宜？()A.地球風(fēng)格的火山熔巖平原上的破火山口盆地B.曾經(jīng)存在大量水生生物并形成沉積層的撞擊盆地C.大氣成分與地球相似且具有穩(wěn)定地表水的古老撞擊盆地D.火星上的熔巖高原邊緣的次生撞擊盆地9.行星探測任務(wù)通過分析盆地沉積物的光譜特征，可以推斷其成分，進而評估其潛在的營養(yǎng)價值，這體現(xiàn)了什么科學(xué)方法？()A.定性分析B.定量計算C.建模模擬D.綜合推斷10.比較地球和火星上的大型撞擊盆地，一個顯著的不同點是？()A.盆地形成的年齡B.盆地規(guī)模大小C.盆地內(nèi)部沉積物的類型D.盆地地表水的存在與否二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題中橫線上。）1.行星上的撞擊盆地通常具有同心圓狀的結(jié)構(gòu)，這主要是由撞擊事件產(chǎn)生的________破碎圈和________沉積圈組成的。2.火星上的水手谷（VallesMarineris）被認(rèn)為是太陽系中最大的________盆地系統(tǒng)，其形成可能與________和________作用有關(guān)。3.行星盆地內(nèi)部的溫度分布往往不均勻，除了受光照影響外，還與________、________和盆地內(nèi)部________的分布密切相關(guān)。4.植物生長所需的水分，在行星盆地中可能以________、________或________的形式存在，其可利用性是評估盆地植被潛力的關(guān)鍵。5.對于缺乏原生大氣或大氣稀薄的行星，盆地內(nèi)部的________環(huán)境對于維持地表液態(tài)水（如果存在）和為潛在生命提供保護至關(guān)重要。6.土衛(wèi)六（Titan）上的甲烷湖泊和沼澤，構(gòu)成了獨特的“甲烷生態(tài)系統(tǒng)”，其邊緣地帶的植被（如有）可能依賴于________循環(huán)和________的相互作用。7.利用行星軌道飛行器或著陸器獲取的盆地________數(shù)據(jù)和________數(shù)據(jù)，是分析盆地形態(tài)、物質(zhì)組成和評估植被潛力的重要依據(jù)。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述火山盆地與撞擊盆地在形成機制和典型地貌特征上的主要區(qū)別。2.列舉至少三個影響行星盆地內(nèi)土壤（或沉積物）形成和性質(zhì)的關(guān)鍵因素。3.為什么說行星探測任務(wù)中，對大型撞擊盆地的探測是評估該行星宜居潛力的優(yōu)先區(qū)域？4.分析風(fēng)力在塑造行星盆地地貌以及影響盆地內(nèi)植被分布方面可能扮演的角色。四、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析并回答下列問題。）1.以火星蓋爾撞擊盆地為例，分析其內(nèi)部不同環(huán)境區(qū)域（如盆地中心、斜坡、高地邊緣）對潛在植被生長的利弊條件。2.探討在模擬或改造一個外星行星（如火星）的盆地環(huán)境以支持人類定居或地球植物生長時，需要克服的主要科學(xué)和技術(shù)挑戰(zhàn)。3.結(jié)合木衛(wèi)二或土衛(wèi)六的盆地環(huán)境特點，論述其可能存在的、不同于地球生命的極端環(huán)境適應(yīng)型生物的潛在生存策略。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：撞擊盆地是由天體撞擊地表形成的圓形或橢圓形洼地，具有獨特的同心圓結(jié)構(gòu)。火山盆地由火山活動（熔巖噴發(fā)和填充）形成。構(gòu)造盆地由地殼運動（如斷裂）形成。冰蝕盆地由冰川侵蝕形成。2.B解析思路：撞擊事件產(chǎn)生巨大能量，導(dǎo)致地殼物質(zhì)熔融、汽化并混合，隨后冷卻形成一層特殊的、成分復(fù)雜的巖石圈，稱為熔融物混合層（TMG），它是撞擊盆地的典型地質(zhì)特征之一。3.C解析思路：液態(tài)水是生命（特別是地球型生命）生存的基礎(chǔ)。在許多行星表面，液態(tài)水可能難以穩(wěn)定存在。因此，評估一個行星盆地是否適合植被生長，首先要看是否存在穩(wěn)定、可利用的有效液態(tài)水。其他因素如光照、大氣等雖然也重要，但水往往是首要的限制因子。4.D解析思路：陰影區(qū)接收到的太陽輻射極少，溫度通常較低且穩(wěn)定，極端溫度事件（如強烈的輻射熱浪或持續(xù)的低溫）較少發(fā)生，這對于需要能量和相對穩(wěn)定環(huán)境生存的微生物（可能的前體生命或類似生物）提供了有利的休眠或代謝緩慢的場所。5.C解析思路：木衛(wèi)二表面雖然覆蓋冰層，但普遍認(rèn)為其下方存在一個廣闊的液態(tài)水海洋，與地幔直接或間接接觸，提供了熱源和豐富的化學(xué)物質(zhì)，具備生命存在的潛在條件。大型撞擊盆地可能提供了進入該海洋的通道或形成了獨特的表面棲息地。6.B解析思路：火星上的SLS主要出現(xiàn)在潮濕的季節(jié)，物質(zhì)沿斜坡向下流動形成，其形成機制與液態(tài)水（或鹽水）的流動以及物質(zhì)中含鹽成分的溶解和沉淀有關(guān)，被認(rèn)為是過去或現(xiàn)在存在液態(tài)水活動的證據(jù)，與水蝕地貌相關(guān)。7.B解析思路：盆地地形（如環(huán)形山壁、內(nèi)部高地）會遮擋來自不同方向和高度的光線，導(dǎo)致盆地內(nèi)部不同位置（特別是向深處）的光照強度顯著不同，這是地形因素對光照分布的直接影響。8.A解析思路：地球風(fēng)格的火山熔巖平原通常形成于大氣稀薄或缺乏的早期火星，其上的破火山口盆地可能環(huán)境惡劣（如溫度劇變、輻射強、缺乏穩(wěn)定液水和大氣），不太可能支持需要較高氧氣濃度的地球型植被。而其他選項提到的盆地類型可能存在更穩(wěn)定或更有利于生命的環(huán)境條件。9.D解析思路：通過光譜分析識別沉積物成分，進而推斷其化學(xué)性質(zhì)（如pH、營養(yǎng)元素含量），并最終評估其對生命的支持潛力，這是一個綜合運用多種信息和知識進行邏輯推理和判斷的過程。10.D解析思路：地球表面廣泛存在液態(tài)水，并覆蓋著復(fù)雜的陸地生態(tài)系統(tǒng)。而火星表面目前缺乏穩(wěn)定液態(tài)水，大氣稀薄，表面環(huán)境極其干旱寒冷，其大型撞擊盆地雖然可能記錄了過去的環(huán)境信息，但當(dāng)前并不支持地表植被生長。這是兩者最顯著的不同點之一。二、填空題1.撞擊，沉積解析思路：撞擊事件瞬間產(chǎn)生巨大能量，將地表物質(zhì)拋射出去形成破碎圈；隨后，拋射物和撞擊產(chǎn)生的熔融物質(zhì)降落回盆地內(nèi)部，形成沉積圈，兩者共同構(gòu)成了典型的撞擊盆地同心圓結(jié)構(gòu)。2.構(gòu)造，斷裂，火山解析思路：水手谷是火星上最長的峽谷系統(tǒng)，其形成機制復(fù)雜，普遍認(rèn)為與火星地殼的伸展斷裂作用有關(guān)，同時火山活動（如熔巖流）也對該區(qū)域的地貌演化產(chǎn)生了重要影響。3.水體（如湖泊、冰川、陰影區(qū)水體），大氣，液態(tài)水解析思路：盆地內(nèi)不同形態(tài)的水體對局部溫度有顯著的調(diào)節(jié)作用；盆地尺度上的大氣環(huán)流影響整體溫度分布和能量平衡；盆地內(nèi)液態(tài)水的分布直接關(guān)系到生命所需的環(huán)境介質(zhì)。4.液態(tài)，固態(tài)（冰），氣態(tài)（水蒸氣）解析思路：在行星表面，水可能以不同的物理狀態(tài)存在。液態(tài)水是直接可用的；固態(tài)水（冰）需要能量融化才能利用；氣態(tài)水（水蒸氣）通常需要冷凝才能形成液態(tài)。評估其可利用性是關(guān)鍵。5.遮蔽，陰影解析思路：對于大氣稀薄或無大氣的行星，強烈的表面輻射可能導(dǎo)致極端溫度變化。盆地地形（特別是深盆）可以提供天然的遮蔽，減少直接日曬和夜間輻射散熱，形成相對穩(wěn)定的陰影環(huán)境，有助于液態(tài)水的短暫存在或微生物的生存。6.甲烷，碳循環(huán)解析思路：土衛(wèi)六的生態(tài)系統(tǒng)基于甲烷。其植被（如有）可能利用甲烷作為能量來源或光合作用的原料。甲烷循環(huán)（甲烷的產(chǎn)生、消耗和平衡）是維持該生態(tài)系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵過程。7.影像，光譜解析思路：高分辨率影像可以提供盆地形態(tài)、地貌結(jié)構(gòu)、水分布等直觀信息。光譜數(shù)據(jù)可以分析盆地表面及下方物質(zhì)的成分、礦物組成、水冰含量等，兩者結(jié)合能為全面評估盆地環(huán)境提供關(guān)鍵證據(jù)。三、簡答題1.火山盆地主要由火山活動（熔巖噴發(fā)和填充）形成，通常呈橢圓形或近似圓形，內(nèi)部常見有熔巖流、火山錐、破火山口等構(gòu)造，沉積物相對單一，多為火山巖碎屑。撞擊盆地由天體撞擊形成，具有同心圓結(jié)構(gòu)（由破碎圈和沉積圈組成），邊緣陡峭，內(nèi)部可能有水系、熔融物混合層等，沉積物類型多樣，取決于原始地殼物質(zhì)和撞擊產(chǎn)物。2.形成因素包括：形成盆地的原始地殼物質(zhì)類型（如結(jié)晶基底、沉積巖）；盆地形成和演化過程中的地質(zhì)作用（如撞擊、火山活動、侵蝕、沉積）；盆地內(nèi)的水活動歷史（如沉積物的淋濾、富集過程）；大氣環(huán)境的化學(xué)影響（如風(fēng)化作用）；盆地內(nèi)部的溫度和壓力條件。這些因素共同決定了土壤/沉積物的礦物組成、化學(xué)性質(zhì)（pH、養(yǎng)分）、物理性質(zhì)（質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、孔隙度）。3.大型撞擊盆地通常記錄了行星早期地質(zhì)歷史、氣候變遷、水活動以及可能的生命起源和演化信息。它們常常是行星上最大的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部環(huán)境（如陰影區(qū)、潛在的水體）可能為生命提供了獨特的保護或孕育場所。探測這些盆地有助于了解行星的宜居潛力（包括過去和現(xiàn)在），尋找生命跡象（如生物標(biāo)記物、特殊地貌），并為未來人類探索提供潛在的定居點或資源點。4.風(fēng)力是塑造行星盆地地貌的重要外力之一。它可以吹蝕盆地邊緣和內(nèi)部的松散物質(zhì)，形成風(fēng)蝕洼地、沙丘鏈等特征，改變盆地內(nèi)部的沉積物分布和地貌形態(tài)。風(fēng)力還可以搬運和沉積沙塵，覆蓋盆地表面，影響地表溫度、水分蒸發(fā)和光照條件，從而間接影響盆地內(nèi)植被的生長格局和分布范圍，例如在風(fēng)蝕地貌上可能形成不同的植被斑塊。四、論述題1.蓋爾盆地中心：光照相對較弱（受盆地地形遮蔽），但可能存在較厚的沉積物層，如果富含有機質(zhì)或經(jīng)歷過特定的化學(xué)環(huán)境（如硫酸鹽沉積），可能記錄了過去的生命跡象。盆地中心水體（如果存在）可能提供穩(wěn)定的液態(tài)水環(huán)境，但極端溫度和缺乏氧氣是主要限制。斜坡區(qū)域：光照條件改善，坡面可能存在水分匯集，如果存在生物土壤結(jié)皮或?qū)永斫Y(jié)構(gòu)（SLS類似物），暗示了水活動的季節(jié)性或周期性，可能支持更耐寒或耐旱的微生物群落。高地邊緣：光照最強，但可能暴露在更強的輻射和風(fēng)蝕作用中，水分條件也可能更差，但如果有地下水出露或特殊的沉積物類型，仍可能存在植被生長點。2.主要挑戰(zhàn)包括：①水資源獲取與儲存：火星盆地地表水稀缺且不純凈，需要大規(guī)模地提取、凈化和儲存水。②能量供應(yīng)：需要高效的能源系統(tǒng)（如核能或大規(guī)模太陽能）來維持生存環(huán)境（溫度、照明）和生命支持系統(tǒng)。③大氣改造與維持：如果改造大氣以支持人類生存，需要在盆地內(nèi)構(gòu)建封閉循環(huán)系統(tǒng)，去除有毒氣體，增加氧氣含量，并維持合適的氣壓。④輻射防護：盆地內(nèi)部（如陰影區(qū)）輻射水平可能仍較高，需要建造有效的輻射屏蔽設(shè)施。⑤營養(yǎng)循環(huán)：需要建立閉環(huán)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，利用廢物資源生產(chǎn)食物和再生水，并可能需要人工合成部分營養(yǎng)素。⑥土壤改良：火星土壤（風(fēng)化層）可能缺乏適宜植物生長的養(yǎng)分和結(jié)構(gòu)，需要進行改良或使用無土栽培技術(shù)。⑦環(huán)境適應(yīng)：人類和植物都需要逐漸適應(yīng)火星盆地的特殊環(huán)境（如低重力、低氣壓、特定光照）。3.以木衛(wèi)二為例，其盆地（如蓋爾撞擊盆地）下方可能存在液態(tài)水海洋，環(huán)境極端（高壓、低溫、黑暗、強輻射）。極端環(huán)境適應(yīng)型生物的潛在生存策略可能包括：①化能合成：利用來自地幔的熱液噴口或放射性元素衰變的熱能，以及海底沉積物中的化學(xué)能（如硫化物、甲烷）來合成有機物，無需陽光。②高壓適應(yīng)：細(xì)胞結(jié)構(gòu)或分子組成能夠承受極端高壓，