2025年大學《地球物理學》專業(yè)題庫——地球內部結構的研究進展考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內）1.地球內部最主要的圈層結構界面是（）。A.莫霍面B.古登堡面C.康拉德面D.球心2.能夠傳播縱波（P波）和橫波（S波）的地球內部介質區(qū)域是（）。A.地殼B.地幔C.地核D.整個地球3.在地震波傳播中，S波無法通過的地球內部區(qū)域是（）。A.地幔B.外核C.內核D.地殼4.地震學中，利用地震波走時數(shù)據(jù)推斷地球內部結構的主要方法是（）。A.重力歸算B.地磁傾角分析C.地震層析成像D.地熱梯度測量5.地幔中存在一個速度異常低、且可能缺失S波的區(qū)域，被稱為（）。A.低速帶B.超高速帶C.S波缺失區(qū)D.短期波動帶6.地磁場主要是由地球哪個部分產(chǎn)生的？（）A.地殼B.地幔C.外核D.內核7.重力異常主要反映地球內部（）的差異。A.溫度B.密度C.磁性D.速度8.大陸地殼相對于大洋地殼通常表現(xiàn)出（）。A.更高密度的玄武質巖石B.更高速度的硅鋁質巖石C.更低速度的沉積巖層D.更強的磁化特征9.GPS等大地測量技術主要用于研究地球（）的變化。A.內部結構B.外部形態(tài)C.磁場分布D.內部熱流10.當前地球內部結構研究中一個重要的前沿方向是（）。A.地核成分的精確測定B.地幔對流機制的直接觀測C.利用地震寬頻帶數(shù)據(jù)研究地殼精細結構D.行星內部結構與地球的比較研究二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.地震波通過不同介質界面時會發(fā)生______和______現(xiàn)象。2.地幔的物理狀態(tài)隨深度變化，從上到下大致可分為______、______和過渡帶。3.地核主要由鐵鎳組成，外核處于______狀態(tài)，內核處于______狀態(tài)。4.地震層析成像技術利用地震波的______信息來反演地球內部的物質分布和結構。5.放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量是地球內部重要的______來源。6.利用地震反射剖面研究地殼深部結構時，通常需要采用______震源和接收器。7.重力異?？梢苑譃開_____異常和自由空氣異常。8.地球內部熱流分布的研究對于理解______過程至關重要。9.“超級地幔柱”假說認為地幔中存在異常高溫、低密度的柱狀物質向上侵位，常與______活動有關。10.地球內部的精細結構，如地幔中的低速帶和S波缺失區(qū)，對于理解______過程和______具有重要意義。三、名詞解釋（每題4分，共20分。請給出每個名詞的精確定義或解釋）1.莫霍面2.地震波走時3.地震層析成像4.地幔對流5.地球內部熱流四、簡答題（每題6分，共30分。請簡要回答下列問題）1.簡述地震波P波速度和S波速度隨地球深度的變化規(guī)律及其主要影響因素。2.簡述利用地震反射方法研究地殼深部結構的基本原理。3.簡述地磁場極性反轉現(xiàn)象及其可能的原因。4.簡述地幔對流對地球內部結構和動力學過程的影響。5.簡述為什么地震波無法穿過外核，而P波在內核對穿過時會發(fā)生分裂？五、論述題（每題15分，共30分。請結合所學知識，深入分析和闡述下列問題）1.論述地震學方法在揭示地球內部結構方面的主要貢獻及其面臨的挑戰(zhàn)。2.論述地球內部結構研究對于理解行星宜居性和地球演化的重要性。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.C4.C5.C6.C7.B8.B9.B10.B二、填空題1.反射，折射2.上地幔，過渡帶（或下地幔）3.液體，固體4.走時（或傳播路徑）5.熱源6.深源（或人工震源）7.橫向8.地球演化9.火山10.地幔對流，板塊構造三、名詞解釋1.莫霍面：地殼與地幔之間的分界面，地震波速度在此處發(fā)生顯著變化。2.地震波走時：地震波從震源傳播到觀測點的旅行時間。3.地震層析成像：利用地震波走時（或其他屬性）在不同區(qū)域的變化來推斷地球內部結構的方法，類似于醫(yī)學CT成像。4.地幔對流：地幔物質在內部熱量驅動下發(fā)生的宏觀對流運動，是板塊構造和地球演化的動力來源。5.地球內部熱流：單位時間內通過單位面積從地球內部向地表傳遞的熱量。四、簡答題1.P波速度隨深度增加而增大，在莫霍面顯著增加，在地幔內部達到最大值后，進入外核繼續(xù)增加但在內核略有下降。S波速度在莫霍面顯著增加，在地幔內部總體隨深度增加而增大，但在特定深度范圍（如410km,660km界面附近）速度下降甚至消失（S波缺失區(qū)），進入外核S波無法傳播，進入內核速度再次增大。影響因素主要包括介質密度和剛性（彈性模量）。2.利用人工震源（如炸藥）激發(fā)地震波，通過檢波器接收反射波。將來自不同深度界面的反射波按照其旅行時記錄到地震剖面圖上。通過分析反射波的能量、振幅、相位、旅行時等特征，可以推斷界面深度、巖層傾向、傾角、連續(xù)性以及是否存在斷層等地質構造信息。3.地球磁極周期性地發(fā)生反轉，即地理北極變?yōu)榈乩砟蠘O，地理南極變?yōu)榈乩肀睒O。其可能原因包括地核外核中液態(tài)鐵鎳的對流模式發(fā)生劇烈變化、外核物質成分變化或外核與內核之間的物理過程變化等。4.地幔對流是地球內部熱量傳輸?shù)闹饕绞?。它驅動著軟流圈的運動，進而影響板塊的生成、俯沖和運動，塑造了地球表面的地貌和構造特征。同時，地幔對流也影響著地殼的變形和地熱分布。5.P波進入外核時，由于外核處于液態(tài)，不能傳播橫波（S波），因此S波無法穿過外核，導致地球存在S波影區(qū)。當P波從外核傳入固態(tài)內核時，由于內核物質性質發(fā)生改變，P波速度和偏振狀態(tài)會發(fā)生改變，導致P波分裂成慢P波和快P波。五、論述題1.地震學是研究地球內部結構最核心、最有效的手段。通過分析天然地震或人工地震產(chǎn)生的地震波（特別是P波和S波）的走時、振幅、頻率、路徑等特征，科學家能夠推斷地球的密度、彈性、速度等物理性質，繪制出地球的內部結構模型，包括圈層劃分、主要界面深度、地幔和地核的內部結構等。其主要貢獻在于提供了關于地球內部物質組成、結構和狀態(tài)的最直接證據(jù)。面臨的挑戰(zhàn)包括：地震波數(shù)據(jù)主要局限于地球表面，對深部信息的探測受限于信號衰減和分辨率限制；地震源和接收器分布不均，導致數(shù)據(jù)覆蓋存在空白區(qū)；地球內部介質并非均勻各向同性，給反演成像帶來困難；復雜的地殼結構會干擾對深部信息的提取。2.地球內部結構的研究對于理解行星宜居性至關重要。了解地球內部的溫度、壓力、物質組成和動力學過程（如地幔對流、板塊構造、地核演化），有助于揭示維持地球表面液態(tài)水、適宜大氣和磁場的關鍵因素及其長期穩(wěn)定性。例如，地幔對流的能量釋放維持了地球的內部熱狀態(tài)，地核的液態(tài)外核產(chǎn)生了保護地球免受太陽風侵襲的全球磁場。通過