2025年大學《行星科學》專業(yè)題庫——行星氣候變化對生命進化的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在括號內(nèi)。）1.下列哪一項不是米蘭科維奇旋回影響行星氣候的主要因素？A.行星軌道偏心率的變化B.行星自轉(zhuǎn)軸傾角的變化C.行星自轉(zhuǎn)周期的變化D.行星與恒星的距離變化2.導(dǎo)致地球大氧化事件中大氣氧含量顯著增加的主要因素是：A.火山活動釋放大量二氧化碳B.綠色植物開始進行光合作用C.海洋中溶解氧的過度消耗D.木星引力對地球大氣的影響3.在地質(zhì)記錄中，冰河時期（如蓋拉爾冰期）的識別通常依據(jù)：A.地層中特定放射性同位素的含量變化B.殘留古土壤中有機質(zhì)含量的增加C.海洋沉積物中氧同位素比值（δ1?O）的顯著升高D.地球自轉(zhuǎn)速度的周期性變化4.與地球相比，金星表面出現(xiàn)極端溫室效應(yīng)的主要原因在于：A.金星接收到的太陽輻射更多B.金星大氣中二氧化碳的濃度遠高于地球C.金星自轉(zhuǎn)速度更慢，導(dǎo)致大氣混合更差D.金星缺乏像地球一樣強大的水汽反饋機制5.木衛(wèi)二（歐羅巴）被認為具有潛在生命海洋的主要依據(jù)包括：A.其表面存在大規(guī)模的液態(tài)水海洋B.具有強烈的地殼構(gòu)造活動和內(nèi)部加熱C.表面冰層下存在活躍的板塊構(gòu)造D.擁有濃密的大氣層和豐富的甲烷資源6.土衛(wèi)六（泰坦）上生命演化的潛在可能性主要基于其擁有：A.廣泛分布的液態(tài)水湖泊和河流B.厚厚的大氣層和液態(tài)甲烷循環(huán)C.類似地球的氮氣主導(dǎo)大氣D.高濃度的氧氣和豐富的有機物7.評估過去行星上是否存在液態(tài)水，科學家最常用的同位素示蹤劑是：A.鈾-238和鉛-206B.鈾-235和鉛-207C.碳-12和碳-13D.氧-16和氧-188.“雪球地球”假說描述的是：A.地球經(jīng)歷長期被冰雪覆蓋的狀態(tài)B.地球大氣中二氧化碳濃度極低的時期C.地球軌道參數(shù)導(dǎo)致極端冰期旋回D.地球海洋酸化速度加快的過程9.火星過去可能存在大規(guī)模液態(tài)水的證據(jù)包括：A.現(xiàn)代火星表面廣泛分布的冰川B.地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)的硫酸鹽沉積層C.火星全球氣候模擬結(jié)果D.火星大氣成分分析10.比較地球和火星的氣候演化，一個關(guān)鍵差異是：A.地球擁有更強的板塊構(gòu)造活動B.火星失去了全球性磁場保護C.地球大氣成分變化更劇烈D.火星的自轉(zhuǎn)速度比地球慢二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.行星氣候系統(tǒng)的能量主要來源于________。2.溫室效應(yīng)的物理基礎(chǔ)是某些氣體分子能夠吸收并重新輻射________。3.地球生命演化史上，大氧化事件標志著大氣中________含量顯著增加。4.氧同位素（δ1?O）比值在冰期時通常________（填“升高”或“降低”），反映了全球水分循環(huán)的變化。5.金星表面溫度遠高于地球，其主要原因是其大氣存在極其強大的________效應(yīng)。6.木衛(wèi)二表面冰下海洋的主要能量來源被認為是________加熱。7.土衛(wèi)六上液態(tài)甲烷的循環(huán)系統(tǒng)，在某種程度上類似于地球上的________循環(huán)。8.通過分析隕石或地殼樣品中的________同位素體系，可以測定地質(zhì)年代或事件發(fā)生的年齡。9.氣候變化通過影響棲息地、食物來源和繁殖成功率等，最終作用于生物種群的________。10.比較不同行星的氣候和生命潛力，是________學研究的重要方面。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述軌道參數(shù)變化（偏心率、傾角、歲差）如何影響地球接收到的太陽輻射。2.解釋什么是碳循環(huán)，并簡述其在調(diào)節(jié)地球氣候中的作用。3.簡述火山活動可能對行星氣候產(chǎn)生哪些影響。4.為什么說火星的全球性磁場消失是其大氣層被剝離的重要因素？四、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學知識，深入分析下列問題。）1.分析地球歷史上的一個具體氣候轉(zhuǎn)折期（如大氧化事件、冰河時期或某次大滅絕事件），闡述氣候變化在其中扮演的角色及其對生命演化的影響。2.以火星或木衛(wèi)二為例，論述科學家是如何利用現(xiàn)有證據(jù)來評估其表面或冰下海洋中存在或曾經(jīng)存在生命的可能性的？存在哪些主要的證據(jù)類型和未解之謎？3.結(jié)合地球?qū)嵗撌鰵夂蜃兓瘜ι锒鄻有缘挠绊憴C制，并展望人類活動引發(fā)的當前氣候變化可能帶來的長期生態(tài)后果。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.B6.B7.D8.A9.B10.B二、填空題1.恒星輻射2.紅外輻射（或熱量）3.氧氣4.升高5.溫室6.潮汐7.水汽8.放射性9.遺傳10.比較行星學三、簡答題1.解析思路：首先說明軌道參數(shù)變化不是直接改變恒星總輻射量，而是改變地球接收到的太陽輻射的時間和空間分布。然后分別闡述：*偏心率（橢圓度）：影響地球與太陽的平均距離，導(dǎo)致地球接收到的太陽總輻射量隨軌道周期性變化，產(chǎn)生長期的氣候變化驅(qū)動。*自轉(zhuǎn)軸傾角（歲差）：改變地球自轉(zhuǎn)軸指向黃道面的角度，導(dǎo)致太陽直射點在南北回歸線之間移動，引起南北半球接收太陽輻射的不對稱性發(fā)生周期性變化，影響季節(jié)的強度和分布。*軌道傾角（章動）：改變地球軌道平面與黃道面的夾角，影響太陽直射點在赤道附近的緯度范圍，對季節(jié)的極端性產(chǎn)生影響。2.解析思路：首先定義碳循環(huán)：指碳元素在大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈之間通過各種地球化學過程（如光合作用、呼吸作用、分解作用、火山活動、海洋沉積等）進行循環(huán)往復(fù)的過程。然后說明其氣候調(diào)節(jié)作用：*吸收與儲存二氧化碳：海洋、土壤和巖石圈能吸收大氣中的二氧化碳，將其儲存起來，抑制大氣溫室效應(yīng)。*反饋機制：溫度升高會增強生物呼吸作用和土壤分解作用，釋放更多二氧化碳；同時可能抑制光合作用。海洋也會因溫度升高而釋放部分吸收的二氧化碳。碳循環(huán)的這些反饋環(huán)節(jié)對地球氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。3.解析思路：從地質(zhì)活動角度分析：*釋放溫室氣體：火山噴發(fā)能釋放大量的水蒸氣（H?O）、二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）等溫室氣體進入大氣，增強溫室效應(yīng)，導(dǎo)致全球變暖。*注入火山灰和硫化物：火山灰進入平流層會反射陽光，導(dǎo)致短期降溫?；鹕絿姲l(fā)的硫化物（如二氧化硫）會形成硫酸鹽氣溶膠，同樣能反射陽光，導(dǎo)致短期降溫。這種快速降溫可能加劇氣候系統(tǒng)的波動。*改變大氣成分：長期大規(guī)?；鹕交顒涌赡茱@著改變大氣成分，影響大氣環(huán)流模式。4.解析思路：首先說明地球擁有全球性磁場，其產(chǎn)生的磁層能有效地偏轉(zhuǎn)來自太陽的高能帶電粒子（太陽風）。然后解釋：*太陽風的剝蝕作用：沒有磁層保護，高能太陽風粒子會直接沖擊火星upperatmosphere（上層大氣）。*大氣逃逸：這些高能粒子會電離火星大氣分子，特別是輕分子（如氫、氦），賦予它們足夠高的能量，使其克服火星引力，逃離大氣層，進入太空。地球由于有強磁場和較高的重力，能更有效地保留大氣。*歷史證據(jù)：火星表面發(fā)現(xiàn)的某些特征（如古老河流床、三角洲沉積物）表明其過去可能擁有更濃厚的大氣，但現(xiàn)代火星稀薄的大氣狀況與缺乏全球性磁場密切相關(guān)。四、論述題1.解析思路：*選擇事件：選擇大氧化事件作為例子。*背景：提及前寒武紀早期大氣缺氧。*驅(qū)動因素：解釋光合作用的出現(xiàn)和發(fā)展是關(guān)鍵驅(qū)動力，藍細菌等生物開始向大氣中釋放氧氣。*氣候變化影響：氧氣與大氣中甲烷等還原性氣體發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致大氣成分發(fā)生劇變。氧氣積累對當時厭氧生物造成了巨大壓力，甚至導(dǎo)致其大量滅絕。*生命演化影響：氧氣的出現(xiàn)為好氧呼吸提供了巨大能量優(yōu)勢，促進了真核生物的出現(xiàn)和演化復(fù)雜化。氧氣也參與形成了臭氧層，為生命提供了保護，使得生命得以從海洋向陸地擴張。總結(jié)氣候變化通過改變大氣化學成分，直接導(dǎo)致部分生物滅絕，并為更復(fù)雜生命形式的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。2.解析思路：*選擇對象：選擇火星或木衛(wèi)二作為例子。*評估生命潛力的依據(jù)（火星為例）：*過去液態(tài)水證據(jù)：分析地質(zhì)層理（可能由流水分層形成）、坡印廷結(jié)構(gòu)（古代干涸湖泊/三角洲沉積物）、氧化礦物（指示過去水與礦物接觸）、水文特征地貌（谷網(wǎng)、坡積扇）等。強調(diào)這些證據(jù)表明火星過去可能存在廣泛液態(tài)水環(huán)境。*現(xiàn)今日標：探測器在火星地表和地下發(fā)現(xiàn)了季節(jié)性甲烷變化，其來源和去向機制復(fù)雜，可能涉及生物過程（盡管非生物過程也有解釋）。*挑戰(zhàn)：指出火星當前大氣稀薄、溫度低、缺乏全球性磁場保護，液態(tài)水難以穩(wěn)定存在，地表輻射強。評估生命存在的難度。*評估生命潛力的依據(jù)（木衛(wèi)二為例）：*冰下海洋證據(jù)：強調(diào)重力測量、軌道雷達探測（發(fā)現(xiàn)平坦地形、構(gòu)造特征）、地質(zhì)活動跡象（如冰殼厚度變化、潮汐加熱模型）等，綜合指向冰殼下存在液態(tài)水海洋。*能量來源：論述木星引力產(chǎn)生的潮汐加熱是維持海洋液態(tài)和提供生命所需能量的主要來源。*環(huán)境條件：提及海洋可能存在鹽分、有機物（可能源于撞擊或化學反應(yīng)），以及可能的化學能合成基礎(chǔ)。強調(diào)其環(huán)境的極端性，但也指出了與地球化學生命不同的可能性。*挑戰(zhàn)：指出探測冰下海洋的困難，目前僅有間接證據(jù)，直接采樣或觀測仍無法實現(xiàn)。評估生命存在的巨大不確定性。*總結(jié)：強調(diào)科學家利用多種探測手段和科學分析方法，從不同角度（過去環(huán)境、現(xiàn)代表征、內(nèi)部條件）收集證據(jù)，綜合評估行星生命潛力，并認識到其中的復(fù)雜性和未解之謎。3.解析思路：*選擇實例：以地球歷史上的大滅絕事件（如二疊紀-三疊紀）或當前生物多樣性喪失為例。*氣候變化影響機制（結(jié)合實例）：*棲息地改變：全球變暖導(dǎo)致冰川融化、海平面上升淹沒沿海地區(qū)、極端天氣事件（干旱、洪水、熱浪）頻發(fā)，改變或破壞生物的生存環(huán)境。*食物來源中斷：氣候變化影響植物生長季、分布區(qū)和產(chǎn)量，進而影響依賴植物為食的動物；海洋變暖和酸化影響浮游生物，沖擊整個海洋食物網(wǎng)。*生理脅迫：極端溫度、干旱或缺氧環(huán)境直接對生物的生理功能造成壓力，降低生存和繁殖能力。*傳播疾?。簹夂蜃兓赡芨淖儾≡w和媒介（如蚊子）的地理分布和活躍季