2025年大學《行星科學》專業(yè)題庫——火星表面地質(zhì)特征分析考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.Aeolianlandform2.VallesMarineris3.OlympusMons4.Impactcrater5.Volcaniccaldera二、填空題（每題2分，共20分）1.火星最大的火山是______，其類型為______。2.火星上最顯著的水蝕地貌證據(jù)之一是______。3.火星表面的主要顏色（暗色區(qū)域）通常由富含______的沉積物構(gòu)成。4.探測器______在火星蓋爾撞擊坑發(fā)現(xiàn)了大量有機分子和古代湖泊的沉積證據(jù)。5.火星兩極的白色帽狀結(jié)構(gòu)主要由______和______構(gòu)成。6.與地球不同，火星板塊構(gòu)造活動______（強/弱/基本不存在）。7.火星上廣泛分布的______是風力侵蝕作用形成的典型地貌。8.______和______是解釋火星表面過去存在液態(tài)水最重要的地質(zhì)指標。9.火星南部高緯度地區(qū)廣泛分布的“次生沖擊坑”主要是由于______引起的。10.用于分析火星礦物組成和地表溫度特征的主要探測器分別是______和______。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述火星上主要火山地貌的類型及其形成機制。2.風對火星表面地質(zhì)形態(tài)有哪些主要的塑造作用？3.解釋什么是“次生沖擊坑”？其分布特征對火星氣候歷史研究有何意義？4.簡述火星極地冰蓋的組成及其季節(jié)性變化特征。四、綜合分析題（每題10分，共30分）1.火星水手谷（VallesMarineris）是太陽系中規(guī)模最大的峽谷系統(tǒng)。結(jié)合其地理位置、規(guī)模和形態(tài)特征，分析其可能的形成機制，并討論不同機制之間的相互關(guān)系。2.好奇號火星車在蓋爾撞擊坑（GaleCrater）發(fā)現(xiàn)了豐富的硫酸鹽沉積物和古代三角洲沉積層。請分析這些發(fā)現(xiàn)如何支持火星表面曾經(jīng)存在長期穩(wěn)定液態(tài)水的證據(jù)？3.火星表面廣泛分布著不同類型的沙丘，形態(tài)多樣（如尖頂沙丘、圓頂沙丘、星狀沙丘等）。選擇其中兩種不同類型的沙丘，描述其形態(tài)特征，并分別解釋其形成所需的火星風環(huán)境條件。試卷答案一、名詞解釋1.Aeolianlandform:風成地貌，指由風力作用塑造的地球表面形態(tài)，如沙丘、風蝕洼地、桌狀巖等。*解析思路：考察對風成地貌基本概念的掌握。要求學生能夠定義并理解其形成過程與風力作用的關(guān)系。火星表面風蝕和風積地貌十分顯著，是該課程的重點內(nèi)容。2.VallesMarineris:水手谷，火星上規(guī)模最大的峽谷系統(tǒng)，呈Y形分布在赤道附近，全長超過4000公里，寬度可達700公里，深度可達7公里。*解析思路：考察對火星標志性地質(zhì)構(gòu)造的掌握。要求學生知道其名稱、大致位置、規(guī)模和基本特征。理解其作為重要地質(zhì)研究對象的意義。3.OlympusMons:奧林匹斯山，火星上最高的火山，是一座巨大的盾狀火山，其火山口直徑約60公里，海拔約22公里。*解析思路：考察對火星主要火山地貌的掌握。要求學生知道其名稱、類型（盾狀火山）、尺寸和相對高度，將其與地球上的著名火山進行初步對比可能更有助于理解其規(guī)模。4.Impactcrater:隕石坑，由隕石體高速撞擊行星或衛(wèi)星表面形成的碗狀凹地。*解析思路：考察對基本隕石坑定義的掌握。火星表面布滿了隕石坑，是研究其地質(zhì)年代和撞擊歷史的重要依據(jù)。需要理解其形成機制和基本形態(tài)特征。5.Volcaniccaldera:火山口，大型火山噴發(fā)后，火山錐頂部垮塌形成的破火山口。*解析思路：考察對火山結(jié)構(gòu)基本術(shù)語的掌握。奧林匹斯山底部就有一個巨大的破火山口，理解火山口的概念對于認識盾狀火山的結(jié)構(gòu)和演化至關(guān)重要。二、填空題1.奧林匹斯山，盾狀火山*解析思路：考察對火星最高、最著名火山及其類型的知識。奧林匹斯山是火星的標志性特征，其盾狀構(gòu)造是火山噴發(fā)方式的反映。2.古代河床/三角洲沉積物*解析思路：考察對火星水文地質(zhì)證據(jù)的掌握。雖然火星現(xiàn)在表面干燥，但過去存在液態(tài)水的證據(jù)（如水手谷、河床、三角洲、沉積巖）是行星科學的熱點。3.二氧化硅（或硅酸鹽）*解析思路：考察對火星表面顏色成因的理解?；鹦潜砻娴陌瞪练e物通常富含二氧化硅或硅酸鹽礦物，其具體成分和分布仍在研究中。4.好奇號（Curiosity）*解析思路：考察對近期重要火星探測任務(wù)及其科學發(fā)現(xiàn)的掌握。好奇號在蓋爾撞擊坑的發(fā)現(xiàn)極大地增進了我們對火星過去宜居環(huán)境條件的認識。5.水冰，干冰（或二氧化碳冰）*解析思路：考察對火星極地環(huán)境組成的了解。極地冰蓋主要由水冰構(gòu)成，同時夾雜著大量的干冰（固態(tài)二氧化碳），其季節(jié)性變化對火星氣候有重要影響。6.基本不存在*解析思路：考察對火星與地球地質(zhì)構(gòu)造差異的理解。與地球活躍的板塊構(gòu)造相比，火星的板塊構(gòu)造活動非常微弱或基本不存在，這是理解火星地質(zhì)演化的關(guān)鍵背景。7.沙丘*解析思路：考察對火星風成地貌主要類型的掌握。沙丘是風力搬運和堆積作用形成的典型地貌，在火星表面廣泛分布，形態(tài)多樣。8.沉積巖證據(jù)，古代水文網(wǎng)絡(luò)痕跡*解析思路：考察對火星過去宜居性證據(jù)的理解。沉積巖的形成需要液態(tài)水環(huán)境，古代河床、三角洲等沉積地貌是水活動的重要證明。9.古代全球性塵埃暴（或風成沉積物）*解析思路：考察對火星次生沖擊坑形成原因的理解。當巨大的全球性沙塵暴發(fā)生時，被揚起的細小塵埃顆粒會覆蓋整個火星表面，使得后續(xù)撞擊形成的隕石坑邊緣被磨蝕，形成特殊的次生沖擊坑形態(tài)。10.MRO（火星勘測軌道飛行器），MRO（火星奧德賽號）*解析思路：考察對關(guān)鍵火星探測器的了解。MROcarriesCRISMandHiRISE，對火星表面地質(zhì)和形貌研究貢獻巨大；MRO（MarsOdyssey）發(fā)現(xiàn)了大量火星次生資源（如水冰）。三、簡答題1.火星上主要火山地貌的類型及其形成機制。*答：主要類型包括盾狀火山、層狀火山和熔巖穹丘。盾狀火山（如奧林匹斯山）由低粘度的玄武巖熔巖大量溢出堆積形成，坡度平緩，呈盾形。層狀火山由較粘度的熔巖和火山碎屑物交替沉積形成，形態(tài)陡峭。熔巖穹丘則是由粘度很高的熔巖緩慢擠出形成，頂部隆起。形成機制都與火星內(nèi)部的板塊構(gòu)造活動（或熱點）有關(guān)，熔巖噴發(fā)是核心過程。*解析思路：要求學生能夠分類列舉火星主要火山類型，并闡述其形態(tài)特征與形成機制（特別是熔巖性質(zhì)）的關(guān)系?？疾鞂鹕綄W基礎(chǔ)知識的掌握。2.風對火星表面地質(zhì)形態(tài)有哪些主要的塑造作用？*答：風對火星表面的塑造作用顯著，主要包括：侵蝕作用，形成風蝕洼地、風蝕蘑菇、雅丹地貌等；搬運作用，形成巨大的風積沙丘（形態(tài)多樣）；沉積作用，堆積沙丘鏈、沙壟等。風還參與形成了火星表面的次生沖擊坑，并影響著土壤（風化層）的性質(zhì)和分布。*解析思路：要求學生能夠系統(tǒng)闡述風力在侵蝕、搬運、沉積等方面的地質(zhì)作用，并結(jié)合火星具體地貌（如沙丘、次生沖擊坑）進行說明?？疾鞂︼L成地貌過程的理解。3.解釋什么是“次生沖擊坑”？其分布特征對火星氣候歷史研究有何意義？*答：次生沖擊坑是指由大氣中懸浮的微小顆粒（主要是沙塵暴時期的塵埃）撞擊形成的隕石坑。其特點是坑壁通常比較圓滑，坑底相對較平坦，有時有對稱的輻射紋，但整體形態(tài)被磨蝕。它們廣泛分布在火星表面，尤其是在高緯度和一些古老地貌單元上。次生沖擊坑的密度可以反映形成它們的塵埃風暴的強度和頻率，因此通過統(tǒng)計不同區(qū)域次生沖擊坑的密度和年齡，可以反推過去火星的大氣密度、風速以及氣候環(huán)境的變化歷史。*解析思路：要求學生能夠解釋次生沖擊坑的定義、形態(tài)特征及其與沙塵暴的關(guān)系。進一步要求學生理解其分布特征（密度、區(qū)域）對于氣候變化研究的潛在科學價值。4.簡述火星極地冰蓋的組成及其季節(jié)性變化特征。*答：火星兩極的冰蓋主要由水冰和干冰（固態(tài)二氧化碳）組成。水冰構(gòu)成冰蓋的主體，干冰則夾雜其中，并覆蓋在冰蓋表面。季節(jié)性變化顯著：夏季，極地日照增強，冰蓋邊緣的干冰升華（直接從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)）消失，留下空隙或鹽殼；同時，部分水冰也會升華或轉(zhuǎn)化為水蒸氣。冬季，氣溫下降，干冰重新凝結(jié)沉積到冰蓋表面，水蒸氣凝結(jié)形成薄霜或降雪，導致冰蓋體積的季節(jié)性變化。*解析思路：要求學生掌握火星極地冰蓋的物質(zhì)組成（水冰和干冰）以及干冰的季節(jié)性升華和沉積過程。理解這些過程對火星表面和氣候的直接影響。四、綜合分析題1.火星水手谷（VallesMarineris）是太陽系中規(guī)模最大的峽谷系統(tǒng)。結(jié)合其地理位置、規(guī)模和形態(tài)特征，分析其可能的形成機制，并討論不同機制之間的相互關(guān)系。*答：水手谷位于火星赤道附近，呈Y形裂開，全長超4000公里，寬度達700公里，深度達7公里。其形成機制可能不是單一的，而是多種地質(zhì)作用疊加的結(jié)果。主要候選機制包括：地殼引張斷裂作用，認為巨大的地殼伸展導致巖石圈斷裂拉開；火山活動相關(guān)的地殼變形，認為巨大的火山噴發(fā)或其后的冷卻收縮導致地殼破裂；冰凍圈卸載作用，認為過去極地冰蓋的巨大重量卸載導致地殼下方融化和隆起，引發(fā)拉張斷裂；以及水蝕作用的貢獻，雖然水量有限，但可能對已有裂縫的擴展起到了作用。這些機制可能存在先后順序或同時作用，例如，引張斷裂可能提供了初始的裂縫，而后續(xù)的火山活動或冰蓋作用可能進一步擴大了峽谷系統(tǒng)。*解析思路：要求學生結(jié)合水手谷的具體特征（位置、規(guī)模、形態(tài)）進行分析。能夠列舉幾種主要的形成假說，并對其科學依據(jù)進行簡述。關(guān)鍵在于理解不同機制的可能性，并嘗試探討它們之間可能的聯(lián)系或疊加效應(yīng)，體現(xiàn)綜合分析能力。2.好奇號火星車在蓋爾撞擊坑（GaleCrater）發(fā)現(xiàn)了豐富的硫酸鹽沉積物和古代三角洲沉積層。請分析這些發(fā)現(xiàn)如何支持火星表面曾經(jīng)存在長期穩(wěn)定液態(tài)水的證據(jù)？*答：好奇號在蓋爾撞擊坑發(fā)現(xiàn)的最具說服力的水活動證據(jù)是Gale撞擊坑中心的高地（AeolisMons，龍神山）呈現(xiàn)明顯的層狀結(jié)構(gòu)，其底部由富含硫酸鹽的沉積巖構(gòu)成。硫酸鹽沉積通常需要在有水的環(huán)境中，水體蒸發(fā)后沉淀形成。此外，在層狀巖層的上部發(fā)現(xiàn)了粘土礦物，粘土礦物的形成需要長時間的水浸泡和化學作用（水-巖相互作用）。最關(guān)鍵的是，在巖層中發(fā)現(xiàn)了古代三角洲的沉積結(jié)構(gòu)，三角洲是河流攜帶沉積物進入相對靜止的水體（如湖泊、海洋）時形成的沉積地貌，其層理結(jié)構(gòu)是水活動的直接記錄。這些證據(jù)鏈——硫酸鹽沉積、粘土礦物、三角洲沉積——共同表明，蓋爾撞擊坑內(nèi)曾經(jīng)存在一個持續(xù)了數(shù)百萬年甚至更長時間的淺水湖泊環(huán)境，其中充滿了液態(tài)水。*解析思路：要求學生能夠?qū)⒕唧w的探測發(fā)現(xiàn)（硫酸鹽、粘土、三角洲）與水活動的地質(zhì)標志聯(lián)系起來。需要理解不同沉積物/礦物的形成條件，并能夠?qū)⑦@些線索整合起來，構(gòu)建一個關(guān)于過去湖泊環(huán)境的合理解釋，從而支持火星表面存在長期穩(wěn)定液態(tài)水的結(jié)論。3.火星表面廣泛分布著不同類型的沙丘，形態(tài)多樣（如尖頂沙丘、圓頂沙丘、星狀沙丘等）。選擇其中兩種不同類型的沙丘，描述其形態(tài)特征，并分別解釋其形成所需的火星風環(huán)境條件。*答：選擇1：尖頂沙丘（Barchandunes）。形態(tài)特征：沙丘呈新月形，丘頂尖銳，迎風坡平緩，背風坡較陡，沙丘線（沙丘主體軸線）平行于主風向。形成條件：尖頂沙丘主要形成于風強、沙源相對較豐富、氣流相對穩(wěn)定的區(qū)域，通常出現(xiàn)在火星的沙漠和干旱平原上。當風向變化不大或沙丘遷移速度較慢時，沙?？梢栽诒筹L坡不斷積累，形成尖銳的丘頂。選擇2：星狀沙丘（Stardunes