2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——行星系統(tǒng)中巖石圈和大氣圈的互動(dòng)機(jī)制考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.火山噴發(fā)向大氣中注入的主要?dú)怏w成分是？A.氧氣和氮?dú)釨.氫氣和氦氣C.二氧化碳和二氧化硫D.水蒸氣和氨氣2.在板塊構(gòu)造理論中，下列哪一過程通常與顯著的火山活動(dòng)和地震帶相關(guān)？A.褶皺山beltformationB.洋中脊spreadingC.深海溝subductionD.地幔熱點(diǎn)hotspotformation3.導(dǎo)致地球擁有相對(duì)溫暖、適宜生命的大氣的最主要溫室氣體是？A.氮?dú)?N?)B.氧氣(O?)C.水蒸氣(H?O)D.氬氣(Ar)4.地幔熱流減少可能導(dǎo)致大氣圈變薄或消失的原因是？A.大氣對(duì)流加劇，帶走地表熱量B.火山活動(dòng)增加，釋放大量溫室氣體C.地表冷卻，水汽蒸發(fā)減少，大氣吸收太陽輻射能力下降D.地表能量不足以維持平流層臭氧層的形成5.與地球相比，火星大氣稀薄且季節(jié)性變化顯著的主要原因是？A.火星接收的太陽輻射更多B.火星擁有更強(qiáng)的全球性風(fēng)場(chǎng)C.火星缺乏全球性磁場(chǎng)保護(hù)，大氣被太陽風(fēng)持續(xù)剝離D.火星地表存在大量高效的溫室氣體6.地質(zhì)記錄顯示，地球歷史上的大規(guī)?；鹕交顒?dòng)時(shí)期往往伴隨著？A.氣候急劇變冷和生物滅絕事件B.氣候相對(duì)穩(wěn)定和生物多樣性高峰C.大氣氧氣含量顯著下降D.大氣二氧化碳含量顯著上升，引發(fā)溫室效應(yīng)7.板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)大氣環(huán)流格局的主要影響體現(xiàn)在？A.改變大氣總輻射量B.形成大規(guī)模的經(jīng)向熱量輸送C.導(dǎo)致大氣成分發(fā)生根本性改變D.削弱或消除大氣中的溫室效應(yīng)8.行星宜居性研究中，巖石圈與大氣圈耦合系統(tǒng)需要滿足的關(guān)鍵條件之一是？A.擁有高密度的金屬核心B.擁有活躍的板塊構(gòu)造和足夠厚度的、能夠調(diào)節(jié)地表溫度的大氣層C.表面存在大量液態(tài)甲烷湖泊D.具備快速的大氣成分循環(huán)機(jī)制9.大氣中的水蒸氣通過吸收地球表面輻射并向太空散發(fā)熱量，這一過程在巖石圈-大氣圈能量平衡中被稱為？A.輻射壓強(qiáng)效應(yīng)B.對(duì)流輸送C.綠色屋效應(yīng)D.氣溶膠散射10.與地球巖石圈-大氣圈系統(tǒng)相比，金星系統(tǒng)的主要差異之一是？A.擁有活躍的板塊構(gòu)造B.擁有極厚的大氣層和極高的表面壓力C.擁有豐富的水蒸氣大氣D.地幔熱流非常低二、名詞解釋（每小題3分，共15分。請(qǐng)給出簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確的專業(yè)定義）1.巖石圈-大氣圈耦合系統(tǒng)2.火山冬天（VolcanicWinter）3.板塊邊界4.地幔熱流5.宜居帶（HabitableZone）三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)明扼要地回答下列問題）1.簡(jiǎn)述火山噴發(fā)物對(duì)大氣成分的主要影響。2.解釋板塊俯沖如何影響大氣圈的化學(xué)成分和氣候。3.描述水在巖石圈-大氣圈耦合中的作用。4.比較地球和火星巖石圈-大氣圈系統(tǒng)的差異及其對(duì)行星宜居性的影響。四、論述題（每小題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行深入分析和闡述）1.詳細(xì)分析地幔熱流變化可能通過哪些巖石圈-大氣圈耦合途徑影響行星的氣候系統(tǒng)。2.論述構(gòu)造活動(dòng)（如造山運(yùn)動(dòng)、裂谷形成）如何通過影響大氣環(huán)流和溫室氣體循環(huán)，對(duì)行星的長(zhǎng)期氣候變化產(chǎn)生影響。3.假設(shè)一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的系外行星具有活躍的板塊構(gòu)造，但大氣成分以氮?dú)夂蜌鍤鉃橹鳎狈γ黠@的溫室氣體。請(qǐng)分析該行星的巖石圈-大氣圈系統(tǒng)可能存在哪些特點(diǎn)，以及這種組合對(duì)行星宜居性的潛在含義。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.C6.D7.B8.B9.C10.B二、名詞解釋1.巖石圈-大氣圈耦合系統(tǒng)：指行星的巖石圈（包括地殼和上地幔頂部）與大氣圈之間通過能量（如熱量、輻射）和物質(zhì)（如氣體、水汽、塵埃）交換而相互影響、相互制約的動(dòng)態(tài)耦合系統(tǒng)。2.火山冬天：指大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)向大氣中注入大量硫氧化物（如二氧化硫），這些物質(zhì)在大氣中轉(zhuǎn)化為硫酸鹽氣溶膠，能夠強(qiáng)烈吸收或散射太陽輻射，導(dǎo)致地表溫度下降，形成短期內(nèi)全球性或區(qū)域性氣候變冷的現(xiàn)象。3.板塊邊界：指地球巖石圈中不同構(gòu)造板塊相互接觸、相互作用的地帶。根據(jù)相互作用方式不同，可分為離散型板塊邊界（如洋中脊，以張裂為主）和匯聚型板塊邊界（如俯沖帶，以擠壓和俯沖為主）。4.地幔熱流：指單位時(shí)間內(nèi)從地球內(nèi)部通過單位面積向地表散發(fā)的熱量。它是地幔對(duì)流和地球內(nèi)部放射性元素衰變生熱等過程的綜合體現(xiàn)，是巖石圈-大氣圈能量交換的重要參數(shù)。5.宜居帶：又稱“生命宜居帶”，指圍繞恒星運(yùn)行、位于該恒星“宜居區(qū)”內(nèi)的行星軌道范圍。在此范圍內(nèi)，行星表面溫度適宜液態(tài)水存在的可能性較高，是生命（特別是類地生命）可能存在的關(guān)鍵條件區(qū)域。三、簡(jiǎn)答題1.火山噴發(fā)向大氣中注入二氧化碳、二氧化硫、水蒸氣、氯化氫、氟化物等多種氣體和火山灰塵埃。二氧化碳是主要的溫室氣體，能增強(qiáng)溫室效應(yīng)；二氧化硫在大氣中轉(zhuǎn)化為硫酸鹽氣溶膠，可能暫時(shí)降低地表溫度（火山冬天）；水蒸氣是重要的溫室氣體；火山灰塵?？煞瓷涮栞椛洌瑢?dǎo)致降溫；其他氣體也可能對(duì)大氣化學(xué)成分和氣候產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。2.板塊俯沖過程中，攜帶的水分進(jìn)入地幔，降低地幔巖石熔點(diǎn)，促進(jìn)巖漿形成。這些巖漿上升到地表噴發(fā)，可向大氣釋放大量二氧化碳（增強(qiáng)溫室效應(yīng)）和二氧化硫（可能引發(fā)短期氣候冷卻）。俯沖板塊本身也可能攜帶并釋放某些揮發(fā)分，改變大氣成分。大規(guī)模俯沖作用與火山活動(dòng)及氣候變化事件之間存在密切聯(lián)系。3.水在巖石圈-大氣圈耦合中扮演多重角色：作為重要的揮發(fā)分，水汽是大氣的主要成分之一，是溫室效應(yīng)的關(guān)鍵氣體，驅(qū)動(dòng)水循環(huán)和大氣環(huán)流；地表水（海洋、湖泊、河流）通過蒸發(fā)將水汽輸入大氣；水通過相變（蒸發(fā)、凝結(jié)、降水）參與能量交換；地表水和地下水與巖石圈相互作用，影響巖石的物理化學(xué)性質(zhì)和地貌形態(tài)；在行星宜居性評(píng)估中，存在穩(wěn)定液態(tài)水是關(guān)鍵判據(jù)。4.地球擁有活躍的板塊構(gòu)造、較厚的大氣層、存在液態(tài)水以及全球性磁場(chǎng)保護(hù)，形成了復(fù)雜的巖石圈-大氣圈耦合系統(tǒng)，支持著活躍的生命。火星板塊活動(dòng)停止較早，大氣層稀薄且易被太陽風(fēng)剝離，缺乏全球磁場(chǎng)保護(hù)，水以冰的形式存在，其巖石圈-大氣圈耦合系統(tǒng)與地球顯著不同，目前環(huán)境不適合復(fù)雜生命存在。金星雖然大氣極厚，但主要成分是二氧化碳，表面溫度極高，且缺乏板塊活動(dòng)，其巖石圈-大氣圈系統(tǒng)演化為極端溫室狀態(tài)。四、論述題1.地幔熱流變化可通過多種途徑影響行星氣候：①直接影響地表能量平衡：增加的熱流使地表變暖，減少的熱流使地表變冷，直接改變能量收支；②影響火山活動(dòng)：熱流高時(shí)，地?；顒?dòng)增強(qiáng)，可能導(dǎo)致火山噴發(fā)頻率和強(qiáng)度增加，向大氣注入更多溫室氣體（如CO?）或冷卻氣體（如SO?），進(jìn)而改變氣候；③影響板塊構(gòu)造和地表形態(tài)：熱流變化影響地幔對(duì)流模式，可能改變板塊運(yùn)動(dòng)速率和方向，進(jìn)而影響洋流、山脈建設(shè)等，這些都會(huì)間接影響大氣環(huán)流和熱量分布；④影響大氣化學(xué)循環(huán)：熱量變化可能改變大氣成分的循環(huán)速率，如水循環(huán)、氮循環(huán)等，影響大氣穩(wěn)定性與組成。2.構(gòu)造活動(dòng)對(duì)行星氣候的影響是多方面的：①造山運(yùn)動(dòng)：形成大型山脈會(huì)改變行星表面的輻射平衡（山地對(duì)太陽輻射的遮蔽），增強(qiáng)大氣的垂直穩(wěn)定性和行星波活動(dòng)，影響大氣環(huán)流模式；同時(shí)，造山作用使地表暴露于大氣和水的化學(xué)風(fēng)化作用中，消耗大氣中的二氧化碳，可能導(dǎo)致溫室效應(yīng)減弱和行星變冷；②裂谷形成與大陸漂移：裂谷形成和板塊分離導(dǎo)致洋盆擴(kuò)張，改變海洋環(huán)流模式，影響全球熱量輸送；大陸漂移改變了大陸分布、海陸比和山脈的緯度位置，顯著影響大氣環(huán)流格局和區(qū)域氣候；③巖漿活動(dòng)與大氣成分：板塊構(gòu)造伴隨的火山噴發(fā)是大氣中某些關(guān)鍵氣體（如CO?、水汽）的重要來源或匯，直接影響溫室效應(yīng)和氣候狀態(tài)。長(zhǎng)期的構(gòu)造活動(dòng)通過碳循環(huán)等過程，可能使行星氣候系統(tǒng)進(jìn)入不同的穩(wěn)定狀態(tài)。3.該系外行星具有活躍的板塊構(gòu)造，表明其地?；钴S，內(nèi)部可能存在有效的熱逃逸機(jī)制或物質(zhì)循環(huán)，這通常被認(rèn)為是行星長(zhǎng)期演化的一個(gè)特征。然而，缺乏明顯的溫室氣體（如CO?、水汽）大氣，意味著其地表溫度可能較低，難以維持液態(tài)水?；钴S的板塊構(gòu)造結(jié)合稀薄大氣，可能暗示該行