2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——星球表面的地質(zhì)構(gòu)造與化學(xué)成分考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.在類地行星的地質(zhì)演化中，下列哪一項通常不是板塊構(gòu)造活動的顯著標(biāo)志？A.大規(guī)?；鹕交顒覤.深大斷裂系統(tǒng)C.廣泛的沉積巖分布D.頻繁的、全球尺度的造山運動2.通過對火星表面的高分辨率圖像分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多具有陡峭邊坡的“蛇紋巖”地形。這些地形最可能的形成機制是：A.流水侵蝕作用B.火山噴發(fā)堆積C.冰川侵蝕作用D.鹽類結(jié)晶與溶解作用3.以下哪種地質(zhì)現(xiàn)象是判斷一個天體表面曾經(jīng)存在或目前仍存在液態(tài)水的重要證據(jù)？A.平坦的月海區(qū)域B.寬闊的峽谷系統(tǒng)C.具有層理結(jié)構(gòu)的沉積巖層D.高密度的撞擊坑分布4.在行星光譜學(xué)研究中，吸收光譜中出現(xiàn)的暗線（譜線）主要反映了：A.行星大氣對特定波長光的散射B.行星表面不同物質(zhì)對光的反射特性C.行星內(nèi)部熱輻射穿過大氣層產(chǎn)生的吸收D.光線在星際介質(zhì)中傳播的吸收5.與地球地幔主要由硅酸鹽巖石組成不同，木星衛(wèi)星歐羅巴（Europa）和木衛(wèi)二（Ganymede）的次表層據(jù)信主要由以下哪種物質(zhì)構(gòu)成？A.巖漿巖B.冰（水冰）C.硫化物D.瀝青質(zhì)物質(zhì)6.放射性同位素定年法測定地質(zhì)年齡的基本原理是：A.測量巖石中風(fēng)化作用的速率B.利用放射性母體元素衰變至穩(wěn)定子體元素的速度是恒定的C.統(tǒng)計撞擊坑的形成數(shù)量D.比較不同巖石層的沉積厚度7.在地質(zhì)學(xué)中，將不同時代地層相互疊覆關(guān)系稱為：A.層序律B.沉積律C.互斥律D.并列律8.以下哪種類型的行星或衛(wèi)星表面通常具有最少的撞擊坑？A.距離其母星較近的小行星B.地質(zhì)活動活躍，能夠改造或覆蓋早期撞擊坑的天體C.大氣層濃厚，能產(chǎn)生風(fēng)化和侵蝕作用的天體D.形成時間較晚，受早期大尺度撞擊較少的天體9.火星上的“水手谷”（VallesMarineris）是太陽系中最大的峽谷系統(tǒng)。關(guān)于其形成，目前最被廣泛接受的理論是：A.大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)后形成的破火山口鏈B.地幔柱上涌導(dǎo)致地殼拉伸破裂C.全球性海平面下降暴露形成的海岸線D.持續(xù)的干冰（CO2冰）升華侵蝕形成10.某天體表面探測到豐富的二氧化鈦（TiO2）和氧化鐵（FeO）礦物，而缺乏硅酸鹽礦物。該天體表面物質(zhì)的主要成分可能是什么？A.巖漿巖B.硫化物和金屬C.碳酸鹽D.水冰二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線處）1.行星表面的__________和__________是研究其地質(zhì)歷史和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要手段。2.地球地殼中，主要由巖漿冷卻凝固形成的巖石稱為__________巖。3.__________是指地殼板塊相互移動、碰撞或分離所引發(fā)的一系列地質(zhì)現(xiàn)象和過程的總稱。4.通過分析天體表面的__________特征，可以推斷其表面的化學(xué)成分。5.在行星科學(xué)中，利用探測器的__________系統(tǒng)獲取天體表面圖像和地形數(shù)據(jù)。6.__________是指通過研究巖石中放射性同位素的含量來確定巖石形成年齡的方法。7.撞擊坑的__________和__________可以提供關(guān)于天體形成時期、受撞擊速率和早期地質(zhì)環(huán)境的信息。8.與類地行星相比，大多數(shù)氣體巨行星的衛(wèi)星表面地質(zhì)活動通常__________（更強/更弱），這主要與其內(nèi)部__________（熱量來源）有關(guān)。9.光譜分析中，不同礦物對可見光和近紅外光的__________特征不同，可用于識別表面物質(zhì)。10.行星表面的__________作用（如風(fēng)化、侵蝕、搬運、沉積）是塑造地貌和影響表面化學(xué)組成的重要地質(zhì)營力。三、簡答題（每題5分，共15分。請簡要回答下列問題）1.簡述火山活動對行星表面地質(zhì)形態(tài)和化學(xué)成分的主要影響。2.比較水星和金星表面地質(zhì)構(gòu)造的主要異同點。3.解釋什么是“比較行星學(xué)”，并說明其在理解太陽系天體演化中的作用。四、論述題（每題10分，共20分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題）1.詳細論述如何利用遙感光譜數(shù)據(jù)來確定一個未知天體（如系外行星的衛(wèi)星或小型行星）表面的主要礦物組成。2.結(jié)合地球和火星的實例，論述行星內(nèi)部熱演化對其表面地質(zhì)活動（如火山、構(gòu)造運動、風(fēng)化等）的影響機制。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.B5.B6.B7.A8.B9.B10.B二、填空題1.遙感觀測探測數(shù)據(jù)2.巖漿巖3.板塊構(gòu)造4.光譜5.遙感6.放射性定年7.密度分布8.更弱熱量來源9.反射10.風(fēng)化侵蝕沉積三、簡答題1.火山活動對行星表面地質(zhì)形態(tài)和化學(xué)成分的主要影響：*形態(tài)影響：形成火山錐、熔巖高原、破火山口、火山口湖、熔巖通道、火山碎屑沉積物等多樣化的地貌。大規(guī)模噴發(fā)可覆蓋廣闊區(qū)域，改變地表形態(tài)。*成分影響：火山噴發(fā)將地殼或地幔深處的熔巖（富含硅、鐵、鎂、鉀、鈉等元素）以及揮發(fā)份（水、二氧化碳、硫等）帶到表面，豐富了表面物質(zhì)的化學(xué)組成，特別是鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等元素?；鹕交液蜌怏w可以改變局部的化學(xué)環(huán)境。2.水星和金星表面地質(zhì)構(gòu)造的主要異同點：*相同點：都以受到撞擊形成的撞擊坑為主要地貌特征；表面地質(zhì)活動均相對較弱，尤其是現(xiàn)在。*不同點：水星表面撞擊坑密集，布滿整個球面，且坑壁陡峭，表明其地質(zhì)記錄保存完好，幾乎沒有后期改造；水星缺乏全球性板塊構(gòu)造和顯著的大氣侵蝕作用。金星表面雖然也有撞擊坑，但分布不均，存在大片光滑的熔巖平原，表明其具有活躍的火山活動（盡管形式可能與地球不同）；金星有濃厚的二氧化碳大氣，強烈的溫室效應(yīng)和風(fēng)化作用（主要是二氧化碳和硫酸的化學(xué)反應(yīng)）顯著改造了表面，填平了許多撞擊坑，形成了復(fù)雜的溝壑網(wǎng)絡(luò)（拉曼地形），但缺乏全球性板塊構(gòu)造。3.比較行星學(xué)及其作用：*定義：比較行星學(xué)是通過比較不同行星、衛(wèi)星、小行星等天體的物理特性（大小、形狀、質(zhì)量、密度、表面、大氣、磁場等）、化學(xué)成分、地質(zhì)構(gòu)造和演化歷史，來揭示太陽系形成和演化的普遍規(guī)律與特殊差異性的一門學(xué)科。*作用：通過比較，可以識別出不同天體演化的共同線索和不同路徑；可以推斷天體形成時的原始條件；可以檢驗和修正關(guān)于天體形成、演化和地質(zhì)作用的理論模型；可以指導(dǎo)行星探測任務(wù)的目標(biāo)選擇和科學(xué)規(guī)劃；有助于理解地球自身的獨特性和在太陽系中的位置。四、論述題1.如何利用遙感光譜數(shù)據(jù)來確定一個未知天體表面的主要礦物組成：*基礎(chǔ)原理：不同礦物由于化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)的差異，對可見光和近紅外光譜波段的光具有獨特的吸收和反射特征，這些特征表現(xiàn)為光譜曲線上的吸收帶或反射率峰谷。通過分析天體表面反射的光譜曲線，可以識別出存在哪些礦物。*數(shù)據(jù)獲?。豪么钶d在航天器上的光譜儀（如成像光譜儀、多光譜掃描儀）獲取目標(biāo)天體表面的高光譜遙感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)記錄了目標(biāo)在多個窄波段（覆蓋可見光到近紅外區(qū)域）的反射率或亮度信息。*數(shù)據(jù)處理與分析：對獲取的光譜數(shù)據(jù)進行定標(biāo)、大氣校正（如果存在大氣）等預(yù)處理。然后，將目標(biāo)光譜與包含已知礦物光譜庫（通?；趯嶒炇覝y量或地面觀測獲?。┻M行比對。常用的方法包括直接比較光譜曲線形狀、計算光譜相似度指數(shù)（如光譜角度mapper,SAM；光譜信息散度,DSI）等。*礦物識別：通過比對，識別出與目標(biāo)光譜最匹配的一個或多個礦物光譜。通常，一個表面的光譜是多種礦物光譜的混合。為了確定主要礦物，可能需要進行混合光譜分解模型（如端元分析法）來估算各礦物組分的光譜貢獻比例。*結(jié)果解釋：結(jié)合天體的其他遙愂數(shù)據(jù)（如溫度、紋理、顏色）和物理模型，綜合判斷識別出的礦物組合及其空間分布特征，從而推斷天體表面的地質(zhì)構(gòu)成和化學(xué)成分。例如，特定波段的吸收特征可以指向水冰、二氧化硅、氧化鐵、碳酸鹽等不同的礦物。2.行星內(nèi)部熱演化對其表面地質(zhì)活動的影響機制：*熱量來源：行星內(nèi)部熱量的主要來源包括：形成早期殘留的引力能、放射性元素（如鈾、釷、鉀）衰變產(chǎn)生的熱能、早期分異和核心形成時的釋放能（對早期行星影響顯著）。*熱狀態(tài)與地質(zhì)活動：行星內(nèi)部的熱狀態(tài)（溫度和熱量分布）是驅(qū)動表面地質(zhì)活動的關(guān)鍵動力。*高溫高熱流：內(nèi)部溫度高，地幔對流活躍，能夠產(chǎn)生強烈的構(gòu)造運動（如板塊碰撞、伸展、斷裂），形成巨大的山脈、裂谷和俯沖帶。同時，高溫有利于巖漿的形成和運移，導(dǎo)致頻繁的火山活動，形成熔巖高原、火山鏈等。例如，早期地球和火星表面廣泛的火山活動與當(dāng)時較高的內(nèi)部熱流有關(guān)。*冷卻與收縮：隨著時間的推移，放射性元素衰變率降低，內(nèi)部熱量逐漸散失，行星整體冷卻和收縮。冷卻過程會導(dǎo)致地殼和地幔的收縮，可能引發(fā)構(gòu)造應(yīng)力，導(dǎo)致crustal塊體斷裂、抬升或沉降，形成裂谷、地壘等地貌。冷卻收縮也會導(dǎo)致行星半徑縮小，可能改變自轉(zhuǎn)速度。*熱量遷移：內(nèi)部熱量的分布和遷移方式（如地幔對流）直接影響地質(zhì)活動的區(qū)域差異。例如，地幔熱點可以驅(qū)動熱點火山活動，形成火山弧。*具體實例：地球之所以擁有活躍的板塊構(gòu)造、持續(xù)的火山噴發(fā)和地震活動，是因為其內(nèi)部仍然