2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球物理學(xué)中的地球動力學(xué)研究考試時(shí)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(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.能夠區(qū)分地球內(nèi)部固態(tài)和液態(tài)圈層的地球物理方法是（）。A.重力學(xué)B.地震學(xué)C.地磁學(xué)D.大地測量學(xué)2.地震波速度主要取決于地球介質(zhì)的（）。A.密度B.彈性模量C.導(dǎo)電性D.以上都是3.通過地震層析成像（Tomography）可以探測到地球內(nèi)部的（）。A.重力異常B.磁異常C.高溫、低速或低溫、高速的異常體D.板塊邊界4.地球磁場倒轉(zhuǎn)事件的主要證據(jù)來源于（）。A.重力測量B.古地磁學(xué)C.地震波速D.地?zé)釘?shù)據(jù)5.大陸裂谷通常與地球內(nèi)部的（）活動有關(guān)。A.地幔柱上升B.地幔下沉C.俯沖作用D.板塊碰撞6.板塊構(gòu)造理論的核心思想之一是認(rèn)為地球表面由（）拼合而成。A.幾個(gè)巨大的剛性地塊B.連續(xù)的塑性物質(zhì)C.密度不均勻的圈層D.獨(dú)立漂移的島嶼7.能夠直接提供地球內(nèi)部物質(zhì)密度分布信息的地球物理方法是（）。A.地震學(xué)B.地磁學(xué)C.重力學(xué)D.地?zé)釋W(xué)8.地幔對流是驅(qū)動（）的主要?jiǎng)恿C(jī)制。A.地球自轉(zhuǎn)B.板塊運(yùn)動C.地磁場變化D.潮汐現(xiàn)象9.地核的物理狀態(tài)主要是（）。A.堅(jiān)硬的固態(tài)B.流動的液態(tài)C.固液混合態(tài)D.氣態(tài)10.大地測量學(xué)方法（如GPS）在地球動力學(xué)研究中主要用于監(jiān)測（）。A.地震震源機(jī)制B.地球磁場強(qiáng)度變化C.地殼形變和板塊運(yùn)動D.地幔對流速度二、填空題（每題2分，共20分。請將正確答案填在題后的橫線上。）1.地震波中的P波（縱波）和S波（橫波）的主要區(qū)別在于__________。2.地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要分界面有地殼-地幔界面（莫霍面）和__________。3.解釋地球磁場起源的__________理論認(rèn)為地核是一個(gè)導(dǎo)電的液態(tài)層。4.板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為，洋中脊是__________板塊的地方。5.地震學(xué)研究表明，地幔內(nèi)部存在顯著的速度__________，反映了地幔物質(zhì)的不均勻性。6.重力異常是實(shí)際重力值與__________重力值之差。7.地球自轉(zhuǎn)速度的長期變化主要受__________和月球潮汐作用的影響。8.地球內(nèi)部的熱量主要來源于放射性元素衰變和__________。9.利用古地磁學(xué)資料可以重建古地軸位置，從而確定__________。10.地球動力學(xué)研究的核心目標(biāo)是理解驅(qū)動地球內(nèi)部__________和地表形態(tài)演化的基本過程。三、簡答題（每題5分，共25分。）1.簡述地震波速隨深度變化的趨勢及其地球動力學(xué)意義。2.簡述地幔對流的基本概念及其對板塊構(gòu)造的作用。3.簡述利用地磁極性倒轉(zhuǎn)記錄研究地球歷史的思路。4.簡述重力異常的主要類型及其形成原因。5.簡述為什么說地震學(xué)是研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要手段？四、論述題（每題10分，共30分。）1.結(jié)合地震學(xué)和地磁學(xué)證據(jù)，論述板塊構(gòu)造理論的主要內(nèi)容。2.試述地球物理觀測數(shù)據(jù)（如地震、重力、地磁、地?zé)幔┤绾蜗嗷ビ∽C，共同揭示地球深部結(jié)構(gòu)和動力過程。3.論述地球動力學(xué)研究對理解板塊運(yùn)動、地震發(fā)生、火山活動以及地球宜居性等問題的意義。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.B5.A6.A7.C8.B9.B10.C二、填空題1.傳播方式不同（或：質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳播方向關(guān)系不同）2.地幔-核界面（或：古登堡面）3.發(fā)電機(jī)4.離散5.異常6.理論（或：正常）7.古地理位置（或：古緯度）8.化學(xué)反應(yīng)（或：放射性生熱）9.板塊運(yùn)動歷史（或：古板塊位置）10.運(yùn)動狀態(tài)（或：物理過程）三、簡答題1.解析思路：首先回答地震波速（P波和S波）隨深度變化的總體趨勢：P波和S波速度均隨深度增加而增大（波速隨深度增加而增大的趨勢）。然后解釋原因：這是因?yàn)榈厍騼?nèi)部壓力隨深度增加而增大，使得介質(zhì)變得更加致密和堅(jiān)固，從而能更有效地傳遞彈性波。最后闡述其地球動力學(xué)意義：這種變化反映了地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)和組成的垂直不均勻性，是研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、圈層劃分和物質(zhì)組成的直接依據(jù)。2.解析思路：首先定義地幔對流：地幔對流是指地球內(nèi)部塑性物質(zhì)（地幔）在熱力驅(qū)動下發(fā)生的宏觀的、循環(huán)性的流動。然后解釋其對板塊構(gòu)造的作用：地幔對流是板塊構(gòu)造運(yùn)動的根本驅(qū)動力。上升的地幔流可以抬升巖石圈，形成洋中脊，推動板塊向外擴(kuò)張；下沉的地幔流則可以俯沖板塊，將其拖回地幔深處。這種對流模式解釋了板塊的生成、運(yùn)動和消亡。3.解析思路：首先說明古地磁學(xué)記錄了巖石形成時(shí)的地磁極性。然后解釋極性倒轉(zhuǎn)：地磁場方向發(fā)生突然、短暫的反轉(zhuǎn)（從N極指向S極，反之亦然）。最后闡述研究思路：通過在全球不同地點(diǎn)采集火山巖或沉積巖樣品，測定其古磁極方向，繪制古極移軌跡。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不同年齡巖石的古磁極方向指向不同的“極池”時(shí)，就識別出地磁極性倒轉(zhuǎn)事件。通過建立全球統(tǒng)一的極性年表（極性時(shí)標(biāo)），可以將來自不同地區(qū)的古地磁記錄進(jìn)行對比，從而確定全球巖石圈的相對運(yùn)動歷史和地球磁場的長期演化。4.解析思路：首先區(qū)分正常重力值和異常重力值。正常重力值是根據(jù)地球形狀和密度分布理論計(jì)算出的重力值。異常重力值是實(shí)測重力值與正常重力值之差。然后解釋主要類型及其成因：重力異常主要分為兩種基本類型。區(qū)域重力異常：反映地球內(nèi)部較大尺度（如地殼、上地幔）密度分布的相對均勻性差異，通常與大型構(gòu)造單元（如地幔密度異常、地殼厚度變化）有關(guān)。局部重力異常：反映地球內(nèi)部較小尺度、密度變化劇烈的區(qū)域，如巖漿房、鹽丘、基巖凹陷等。成因上，重力異常是地球內(nèi)部物質(zhì)密度不均勻性的直接體現(xiàn)。5.解析思路：首先說明地震波是彈性波，可以傳播到地球內(nèi)部深處。然后強(qiáng)調(diào)其唯一性：只有地震波能夠穿透整個(gè)地球，到達(dá)地核，而其他地球物理方法（如重力、地磁）的探測深度有限。接著闡述其原理：通過分析地震波（特別是P波和S波）在不同深度的傳播路徑、速度、振幅、偏振方向以及波形的變化（如反射、折射、繞射、衰減），可以推斷地球內(nèi)部介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)（密度、彈性模量、狀態(tài)）和邊界。最后總結(jié)：地震學(xué)提供了關(guān)于地球內(nèi)部最直接、最詳細(xì)的信息，是確定地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)、劃分邊界、研究內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)和運(yùn)動的主要手段。四、論述題1.解析思路：首先概述板塊構(gòu)造理論的核心觀點(diǎn)：地球表層由若干巨大的、rigidplates（剛性地塊）組成，這些板塊漂浮在相對塑性的、可變形的軟流圈之上，并相互運(yùn)動。然后結(jié)合證據(jù)論述：*地震學(xué)證據(jù)：全球地震帶（環(huán)太平洋和歐亞地震帶）與板塊邊界（俯沖帶和轉(zhuǎn)換斷層）高度吻合；深源地震只發(fā)生在俯沖帶下方，表明地殼和上地幔在俯沖帶向下延伸；地震層析成像顯示軟流圈位于俯沖帶下方和裂谷附近。*地磁學(xué)證據(jù)：洋中脊兩側(cè)對稱分布的、年齡遞增的巖石記錄了地磁極性倒轉(zhuǎn)，表明新洋殼在脊部不斷生成并向兩側(cè)擴(kuò)張（海底擴(kuò)張）；大陸磁異常條帶揭示了大陸在漫長地質(zhì)歷史中的漂移路徑。*重力學(xué)證據(jù)：海山鏈和海溝的存在與俯沖作用一致；洋中脊上方存在重力高，與地幔柱上升或巖石圈薄化有關(guān)。*大地測量學(xué)證據(jù)：GPS等技術(shù)精確測量了板塊運(yùn)動的速度和方向，證實(shí)了板塊構(gòu)造模型的預(yù)測。*綜合上述證據(jù)，板塊構(gòu)造理論得到了廣泛確認(rèn)，它統(tǒng)一解釋了洋中脊、海溝、地震帶、火山活動、造山帶等全球主要地質(zhì)現(xiàn)象的成因和分布。2.解析思路：首先說明多種地球物理觀測手段各有側(cè)重，但可以相互補(bǔ)充和印證。然后分別闡述每種數(shù)據(jù)如何揭示地球內(nèi)部信息：*地震學(xué)：提供地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)狀態(tài)的直接信息，如圈層劃分、邊界深度、波速結(jié)構(gòu)、密度分布（通過綜合反演）。*重力學(xué)：反映地球內(nèi)部密度分布，揭示大型構(gòu)造單元（地幔密度異常、地殼厚度變化、礦藏）和局部不均勻體。*地磁學(xué)：記錄地球磁場歷史（古地磁），提供地核狀態(tài)、地幔電導(dǎo)率分布、板塊運(yùn)動歷史的信息。*地?zé)釋W(xué)：提供地球內(nèi)部熱流分布和熱量傳遞信息，是驅(qū)動地幔對流的能量來源之一，有助于理解熱結(jié)構(gòu)。*大地測量學(xué)：監(jiān)測地殼形變、板塊運(yùn)動速率和方向，提供地表響應(yīng)信息。*然后論述如何相互印證：例如，地震學(xué)確定的俯沖帶位置與重力異常（海溝處的重力低）和地磁異常（俯沖板塊的磁化記錄）一致；地幔對流模型可以同時(shí)解釋地震波速異常、重力異常和地?zé)岙惓５姆植迹还诺卮艛?shù)據(jù)與GPS測量的板塊運(yùn)動歷史相符。通過綜合分析這些數(shù)據(jù)，可以構(gòu)建更全面、更可靠的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動力學(xué)模型。3.解析思路：首先強(qiáng)調(diào)地球動力學(xué)研究的核心是理解地球內(nèi)部的物理過程及其對地表的影響。然后分別論述其在不同方面的意義：*理解板塊運(yùn)動：地球動力學(xué)提供了板塊運(yùn)動的機(jī)制（地幔對流），解釋了板塊的速度、方向、邊界類型（俯沖、碰撞、轉(zhuǎn)換）以及由此產(chǎn)生的各種地質(zhì)現(xiàn)象（山脈建造、海溝形成、地震活動、火山分布），為預(yù)測地震、火山風(fēng)險(xiǎn)提供了基礎(chǔ)。*解釋地震發(fā)生：通過研究地幔對流、板塊相互作用、應(yīng)力積累與釋放過程，可以深入理解地震的孕育機(jī)制、震源機(jī)制和解鎖條件，有助于評估地震