2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——勘探實(shí)驗(yàn)表明大陸地殼加速升降考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于現(xiàn)代地球物理勘探方法用于探測地殼垂直運(yùn)動的主要手段？A.大地測量（GPS/GNSS）B.重力測量C.地震反射/折射profilingD.地下水文觀測2.根據(jù)地殼均衡理論，當(dāng)?shù)貧つ硡^(qū)域物質(zhì)被移走（如侵蝕剝蝕）后，該區(qū)域地殼通常會發(fā)生什么現(xiàn)象？A.向上彎曲，發(fā)生隆升B.向下彎曲，發(fā)生沉降C.保持水平，形變忽略不計(jì)D.向兩側(cè)伸展，發(fā)生走滑3.冰川時(shí)代結(jié)束后，全球冰負(fù)荷顯著減輕，導(dǎo)致大陸地殼發(fā)生的主要響應(yīng)是？A.立即開始快速沉降B.出現(xiàn)短暫的均衡調(diào)整上升，隨后進(jìn)入長期持續(xù)上升C.沉降速率顯著加快D.形變完全停止4.在分析區(qū)域性地殼加速抬升現(xiàn)象時(shí)，以下哪項(xiàng)證據(jù)通常被認(rèn)為相對直接和可靠？A.遙感影像顯示的等高線加密B.歷史文獻(xiàn)記載的地面高度變化C.GPS連續(xù)監(jiān)測站測得的多年平均垂直位移速率D.河流階地的高度分布5.地下水大規(guī)模抽取可能導(dǎo)致地表發(fā)生沉降，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了哪種均衡調(diào)整機(jī)制？A.冰壓均衡調(diào)整B.水壓均衡調(diào)整C.巖石圈流變調(diào)整D.板塊均衡調(diào)整6.“地殼加速升降”中的“加速”通常指？A.地殼升降的總幅度增大B.地殼升降的速率或變化率在特定時(shí)間段內(nèi)加快C.地殼升降周期變短D.地殼升降方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)7.重力異常數(shù)據(jù)在推斷地殼密度結(jié)構(gòu)變化方面具有應(yīng)用價(jià)值，以下哪種情況通常會導(dǎo)致研究區(qū)域出現(xiàn)正重力異常？A.地殼下方存在密度較高的巖漿侵入體B.地殼發(fā)生均勻沉降C.地表存在大量冰川D.深部地殼物質(zhì)被大量抽走8.地震勘探通過分析地震波在地下傳播的速度和路徑來獲取地殼結(jié)構(gòu)信息，其主要優(yōu)勢在于？A.能直接測量地表形變速率B.可獲得高分辨率的地下結(jié)構(gòu)剖面C.能精確確定地殼均衡參數(shù)D.對淺層地殼結(jié)構(gòu)探測效果最好9.將地球系統(tǒng)科學(xué)視角應(yīng)用于分析大陸地殼加速升降問題時(shí)，需要考慮的關(guān)鍵因素不包括？A.大氣環(huán)流模式與降水變化B.海平面升降歷史C.區(qū)域板塊運(yùn)動的速度和方向D.地表植被覆蓋類型10.人類工程活動（如大型水庫建設(shè)）對地殼施加的長期靜態(tài)負(fù)荷，主要引發(fā)哪種地質(zhì)效應(yīng)？A.引起局部地震活動增強(qiáng)B.導(dǎo)致區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場發(fā)生劇烈改變C.引發(fā)快速的地表沉降或隆起D.通過水壓均衡機(jī)制影響下伏地殼結(jié)構(gòu)二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述大地測量技術(shù)（如GPS）在監(jiān)測地殼垂直運(yùn)動中的基本原理及其主要優(yōu)勢。2.簡述“均衡調(diào)整”理論在地殼垂直運(yùn)動研究中的核心思想。3.為什么說僅憑地表觀測數(shù)據(jù)（如河流階地、地形等）來推斷地殼升降的速率和機(jī)制存在局限性？4.簡述重力測量和地震勘探兩種方法在探測地殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)及密度變化方面的基本原理區(qū)別。5.列舉至少三種可能導(dǎo)致大陸地殼加速沉降的自然因素。三、論述題（每題15分，共30分）1.結(jié)合勘探實(shí)驗(yàn)手段（至少列舉兩種），論述如何獲取和分析大陸地殼加速升降的地質(zhì)證據(jù)，并解釋這些證據(jù)如何指向特定的驅(qū)動機(jī)制。2.從地球系統(tǒng)科學(xué)的多圈層相互作用角度，論述氣候變化（特別是冰期旋回）如何通過影響冰負(fù)荷、海平面、地表水分布等途徑，最終導(dǎo)致大陸地殼發(fā)生加速升降現(xiàn)象，并分析不同圈層間的耦合關(guān)系。四、分析題（10分）假設(shè)某研究區(qū)通過長期GPS監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，過去十年間該區(qū)域地殼平均垂直抬升速率從每年幾毫米加速至每年十幾毫米。結(jié)合你對該區(qū)域可能存在的構(gòu)造背景、氣候歷史和人類工程活動的了解，分析導(dǎo)致這種“加速抬升”現(xiàn)象的可能原因，并說明哪些勘探實(shí)驗(yàn)方法有助于進(jìn)一步厘清其主控機(jī)制。試卷答案一、選擇題1.D2.A3.B4.C5.B6.B7.A8.B9.D10.D二、簡答題1.原理：GPS通過接收衛(wèi)星信號，精確測定地面接收機(jī)的三維坐標(biāo)。通過長期連續(xù)觀測，對比不同時(shí)期的位置變化，即可獲得地殼點(diǎn)的垂直位移速率。利用多個(gè)站點(diǎn)組成的網(wǎng)，可以監(jiān)測區(qū)域性的抬升或沉降。優(yōu)勢：精度高、可操作性強(qiáng)（覆蓋范圍廣）、可進(jìn)行長期連續(xù)監(jiān)測、能提供高時(shí)間分辨率的形變信息。2.核心思想：均衡調(diào)整理論認(rèn)為，地球內(nèi)部存在一種力（如重力）使得地表形態(tài)趨向于達(dá)到一種力的平衡狀態(tài)。當(dāng)?shù)貧つ硡^(qū)域密度或厚度發(fā)生變化時(shí)，為維持整體平衡，其相鄰區(qū)域或上覆巖石圈會發(fā)生相應(yīng)的變形（隆升或沉降），以補(bǔ)償密度或厚度的變化。3.局限性：*地表觀測數(shù)據(jù)通常是地殼長期變形的結(jié)果，分辨率低，難以精確獲取瞬時(shí)速率或短期加速變化信息。*觀測數(shù)據(jù)易受風(fēng)化剝蝕、沉積加載、現(xiàn)代工程活動等多種因素干擾，需要剝離這些影響才能反映真實(shí)的構(gòu)造形變。*單一的地表指標(biāo)（如階地）可能對應(yīng)多種成因機(jī)制，難以唯一確定是地殼運(yùn)動還是其他因素（如侵蝕基準(zhǔn)面變化）引起。4.原理區(qū)別：*重力測量：基于萬有引力定律，通過測量地表重力加速度的微小變化來推斷地下物質(zhì)密度分布的不均勻性。重力異常高通常指示下方存在密度較大的物質(zhì)。*地震勘探：利用人工激發(fā)的地震波在地下不同介質(zhì)中傳播速度的差異，通過記錄和分析接收到的波（如反射波、折射波）的旅行時(shí)間、振幅、波形等信息，來推斷地下地層的結(jié)構(gòu)、厚度、界面位置以及巖石的物理力學(xué)性質(zhì)（包括密度和波速）。高波速體通常對應(yīng)較高密度。5.自然因素：*冰川大規(guī)模退縮和融化，導(dǎo)致冰負(fù)荷急劇減輕，引發(fā)水壓均衡調(diào)整，引起區(qū)域性地殼加速沉降。*大范圍持續(xù)性的干旱，導(dǎo)致地表水和地下水位顯著下降，減少了對地殼的浮力載荷，引發(fā)水壓均衡調(diào)整，導(dǎo)致地殼沉降。*區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動加劇，如強(qiáng)烈的走滑斷層活動或逆沖推覆構(gòu)造，可能導(dǎo)致地殼物質(zhì)被快速推擠、壓縮和隆起，形成加速抬升。三、論述題1.獲取與分析證據(jù)：*大地測量（GPS）：通過長期布設(shè)GPS連續(xù)監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)，精確測量站點(diǎn)坐標(biāo)的年變化，可直接獲取地殼板塊的整體運(yùn)動和局部垂直位移速率。分析時(shí)間序列數(shù)據(jù)，識別速率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)或加速趨勢。*地球物理勘探（如重力、地震）：重力測量可探測地殼密度異常，通過模型反演推斷地殼厚度和結(jié)構(gòu)變化。地震勘探（特別是區(qū)域地震剖面）可揭示地殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)分層、斷裂活動及不均勻性，間接反映地殼的變形和調(diào)整。高精度測井可獲取淺層地殼剖面結(jié)構(gòu)和密度信息。*地質(zhì)與地貌證據(jù)：分析地表形態(tài)（如等高線變化、溝谷侵蝕速率）、沉積記錄（如湖相、三角洲沉積速率變化、海岸線變遷）、活動斷裂活動跡象（如錯(cuò)斷地貌、地裂縫）等，結(jié)合年代學(xué)測定（如放射性碳定年），推斷地表抬升或沉降的速率和時(shí)代。*水文地質(zhì)監(jiān)測：監(jiān)測地下水位長期變化趨勢，結(jié)合區(qū)域地表沉降/抬升數(shù)據(jù)，分析水負(fù)荷變化對地殼形變的影響。*證據(jù)整合：將不同手段獲取的證據(jù)進(jìn)行對比驗(yàn)證。例如，GPS測得的加速抬升速率與地質(zhì)地貌推斷的抬升歷史是否吻合？地球物理數(shù)據(jù)是否能解釋觀測到的形變機(jī)制？多源證據(jù)的相互印證有助于確認(rèn)“加速升降”現(xiàn)象的真實(shí)性及主控因素。*指向驅(qū)動機(jī)制：結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和整合的證據(jù)，推斷可能的驅(qū)動機(jī)制。例如，若GPS顯示區(qū)域性加速抬升，伴有一定程度的壓縮波速異常和正重力異常，可能指向強(qiáng)烈的構(gòu)造壓縮作用（如走滑轉(zhuǎn)換擠壓或逆沖活動增強(qiáng)）；若伴有顯著的海平面下降歷史記錄和剝蝕階地證據(jù)，則冰后卸載均衡調(diào)整可能是重要原因；若發(fā)生在干旱區(qū)，則地下水超采引起的水壓均衡調(diào)整需重點(diǎn)考慮。2.多圈層相互作用分析：*大氣圈-冰雪圈耦合：全球氣候變化導(dǎo)致冰期-間冰期旋回。間冰期時(shí)，全球冰川大量融化消失（冰雪圈減?。?，北方大型冰蓋對大陸地殼施加的巨大冰負(fù)荷迅速卸除。根據(jù)水壓均衡理論，卸載區(qū)域的地殼將發(fā)生快速而持續(xù)的抬升（“冰后回彈”）。這種抬升速率在特定階段可能因氣候變化速率、冰蓋消融速率等因素而呈現(xiàn)加速特征。同時(shí)，氣候變化影響大氣環(huán)流，改變區(qū)域降水分布，進(jìn)而影響水圈和巖石圈。*水圈耦合：冰川融化注入海洋，導(dǎo)致海平面上升。沿海地區(qū)，海水對地殼產(chǎn)生浮力載荷，抑制了部分均衡抬升。但在內(nèi)陸地區(qū)，海平面上升可能通過洋盆回彈效應(yīng)間接引發(fā)內(nèi)陸區(qū)域地殼的附加抬升。更重要的是，區(qū)域性的氣候變化（干旱或濕潤）導(dǎo)致地表水和地下水的重新分布。大規(guī)模、快速的地表水流失（如干旱導(dǎo)致河流斷流、湖面萎縮）或地下水超采，減少了水對地殼的浮力支持，按照水壓均衡理論，將導(dǎo)致區(qū)域性地殼加速沉降。反之，大規(guī)模降水和河流泛濫可能增加浮力，抑制沉降或促進(jìn)抬升。*巖石圈耦合：氣候變化驅(qū)動的構(gòu)造活動變化也會影響地殼。例如，氣候變化可能改變區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)，誘發(fā)或增強(qiáng)斷裂活動，導(dǎo)致地殼加速變形和抬升或沉降。冰、水等負(fù)荷的長期存在也會緩慢改變巖石圈流變性質(zhì)，影響地殼變形的響應(yīng)時(shí)間尺度。*綜合效應(yīng)：大陸地殼的加速升降是上述多圈層耦合作用的復(fù)雜體現(xiàn)。例如，一個(gè)地區(qū)可能同時(shí)受到構(gòu)造抬升和冰后卸載抬升的影響，其中一種機(jī)制在特定時(shí)期加速，使得總體的加速升降現(xiàn)象顯現(xiàn)。人類活動（如大規(guī)模工程）作為現(xiàn)代地球系統(tǒng)中的一個(gè)重要擾動因素，也可能與自然驅(qū)動力疊加，共同塑造地殼的加速變形。四、分析題可能原因分析：該區(qū)域地殼加速抬升速率顯著加快，可能的原因包括：1.強(qiáng)烈的構(gòu)造作用：區(qū)域內(nèi)可能發(fā)生了加速的走滑轉(zhuǎn)換擠壓、逆沖推覆或正斷層活動，導(dǎo)致地殼物質(zhì)快速堆積和隆起。GPS數(shù)據(jù)可能顯示顯著的北西向壓縮分量，地震活動性可能增強(qiáng)。2.冰后回彈的加速階段：如果該區(qū)域曾遭受過強(qiáng)烈的冰蓋覆蓋，那么隨著氣候變暖、冰蓋快速消融，卸載均衡調(diào)整可能導(dǎo)致抬升速率顯著加速。這通常與快速的全球或區(qū)域性氣候變化事件相關(guān)。3.區(qū)域性巖石圈流變性質(zhì)變化：下伏地幔對流模式的變化或巖石圈表部發(fā)生脆-韌性轉(zhuǎn)變，可能使得地殼對之前的構(gòu)造負(fù)荷或卸載負(fù)荷的響應(yīng)速率加快。4.水壓均衡調(diào)整的快速響應(yīng)：如果區(qū)域內(nèi)地表水大量流失（如長期干旱導(dǎo)致地下水超采嚴(yán)重），減少了水對地殼的浮力載荷，根據(jù)水壓均衡理論，將引發(fā)快速的地面抬升。GPS數(shù)據(jù)應(yīng)顯示明顯的沉降趨勢，但題目條件是加速抬升，此機(jī)制單獨(dú)作用可能不太符合，除非是抬升主導(dǎo)，或存在其他相反因素。5.多因素疊加：可能是上述幾種因素的疊加效應(yīng)，例如構(gòu)造應(yīng)力積累到一定程度突然釋放導(dǎo)致快速隆升，同時(shí)恰好處于冰后回彈的加速期。厘清主控機(jī)制的勘探實(shí)驗(yàn)方法：1.高精度大地測量：布設(shè)更高密度、更高精度的GPS站點(diǎn)網(wǎng)，進(jìn)行更長時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測，以精確捕捉垂直位移速率的空間分布和時(shí)間變化細(xì)節(jié)，判斷是區(qū)域性還是局部性現(xiàn)象，以及是否存在明顯的北東向或北西向分量。2.區(qū)域地震勘探（折射/反射）：開展地震寬角反射/折射profiling，獲取地殼深部結(jié)構(gòu)信息，識別是否存在大規(guī)模的斷裂活動、地殼增厚或巖漿活動跡象，判斷是構(gòu)造隆升還是巖石圈流變調(diào)整主導(dǎo)。3.重力測量與重力梯度測量：進(jìn)行高精度重力測量和重力梯度測量，推斷地殼和上地幔的密度結(jié)構(gòu)和不均勻性，識別是否存在密度異常體（如巖漿房、高密度沉積物），評估構(gòu)造負(fù)荷或卸載對密度場的影響。4.地磁測量：