2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——月球磁力場的形成與規(guī)律考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.根據(jù)目前的觀測結(jié)果，下列關(guān)于月球磁場的描述哪一項是正確的？A.月球擁有與地球相似強(qiáng)度的全球性偶極磁場。B.月球表面普遍存在強(qiáng)烈的局部磁場異常。C.月球整體上缺乏全球性主磁場，但存在一些局地的殘余磁場區(qū)域。D.月球磁場的強(qiáng)度主要是由太陽風(fēng)與月壤相互作用產(chǎn)生的。2.阿波羅任務(wù)測量的月球磁化剩余強(qiáng)度數(shù)據(jù)，主要支持了哪種關(guān)于月球磁場起源的觀點？A.潮汐加熱導(dǎo)致月球內(nèi)部液態(tài)核心持續(xù)發(fā)電機(jī)活動。B.月球過去曾具有全球性磁場，隨后停止，留下了局部殘余磁場。C.月球磁場的產(chǎn)生主要源于太陽風(fēng)粒子與月表特定礦物（如鈦鐵礦）的相互作用。D.月球磁場是由大型撞擊事件在月幔中嵌入的磁化礦物產(chǎn)生的。3.與月球月海區(qū)域相比，月球月陸（高地）區(qū)域通常表現(xiàn)出：A.更強(qiáng)、更均勻的全球性磁場特征。B.更弱或幾乎檢測不到的殘余磁場，且分布雜亂。C.以偶極磁場為主導(dǎo)的磁場結(jié)構(gòu)。D.主要由太陽風(fēng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場。4.“月球翻轉(zhuǎn)”假說認(rèn)為，月球過去可能擁有全球性磁場，其磁極發(fā)生過多次劇烈反轉(zhuǎn)。該假說主要依據(jù)的證據(jù)是：A.月球內(nèi)部核心溫度持續(xù)升高。B.全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量年輕火山巖具有統(tǒng)一的方向性磁化。C.月海區(qū)域普遍覆蓋著古老且磁化方向各異的巖石。D.觀測到月球表面存在全球性的太陽風(fēng)磁層頂。5.月球磁場的分布特征，對于研究月球地質(zhì)演化的意義主要體現(xiàn)在：A.精確測定月球自轉(zhuǎn)的角速度。B.揭示月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如核心、地幔、巖石圈）的物理狀態(tài)和邊界。C.直接測量月球表面的重力異常。D.評估月球?qū)τ钪嫔渚€的防護(hù)能力。6.下列哪項技術(shù)與探測月球磁場密切相關(guān)？A.雷達(dá)高度計測量月球表面形貌。B.激光測距技術(shù)精確測定地月距離。C.磁強(qiáng)計（Magnetometer）測量空間或地表的磁場強(qiáng)度和方向。D.中子探測器測量月壤中的氫含量。7.如果月球內(nèi)部核心已經(jīng)完全固態(tài)，那么月球未來再產(chǎn)生全球性磁場的可能性：A.顯著增加，因為內(nèi)部運(yùn)動停止，磁場將穩(wěn)定下來。B.完全消失，因為發(fā)電機(jī)機(jī)制不再存在。C.可能仍存在，如果潮汐應(yīng)力在巖石圈中持續(xù)產(chǎn)生足夠的熱量。D.可能會增強(qiáng)，因為巖石圈對核心的約束減弱。8.月球上觀察到的某些局部強(qiáng)磁場區(qū)域，通常被認(rèn)為是：A.太陽風(fēng)在月表特定地質(zhì)構(gòu)造中誘導(dǎo)產(chǎn)生的電流環(huán)。B.由月球晚期火山活動冷卻過程中，巖漿對周圍月壤進(jìn)行磁化的結(jié)果。C.地幔中熔融物質(zhì)上升并重新結(jié)晶時，記錄了當(dāng)時的地磁場方向。D.大型撞擊事件產(chǎn)生的沖擊波對巖石圈進(jìn)行均勻磁化的區(qū)域。9.磁場數(shù)據(jù)在評估未來月球基地潛在選址時，需要考慮的主要因素是：A.基地選址處的太陽輻射強(qiáng)度。B.該區(qū)域是否存在強(qiáng)烈的殘余磁場，可能干擾精密儀器。C.磁場分布是否會導(dǎo)致宇航員暴露在額外的輻射環(huán)境中。D.磁異常是否指示下方存在可利用的水冰資源。10.與地球磁場的“保護(hù)傘”效應(yīng)相比，月球缺乏全球性磁場的主要后果是：A.月球表面溫度波動更加劇烈。B.月壤和月球表面結(jié)構(gòu)更容易受到太陽風(fēng)粒子和高能帶電粒子的直接轟擊和濺射。C.月球引力場對太陽風(fēng)的束縛能力顯著下降。D.月球無法形成穩(wěn)定的磁層。二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用阿波羅磁力計數(shù)據(jù)，科學(xué)家推斷出月球過去可能存在全球性磁場的主要依據(jù)。2.比較月球月海和月陸區(qū)域的磁場特征（強(qiáng)度、分布、成因）的主要差異。3.簡要解釋什么是“月球翻轉(zhuǎn)”假說，并說明支持該假說的地質(zhì)證據(jù)類型。4.描述殘余磁場在研究月球地質(zhì)歷史中的主要作用。三、論述題（每題10分，共30分）1.詳細(xì)闡述潮汐加熱假說認(rèn)為月球過去存在全球性磁場，而后停止的原因和過程。2.結(jié)合具體的月球磁場數(shù)據(jù)或研究實例，論述月球磁場特征如何幫助科學(xué)家理解月球晚期的地質(zhì)活動（如火山活動）。3.探討月球缺乏全球性磁場對其空間環(huán)境（如表面輻射環(huán)境、空間天氣影響）產(chǎn)生的長期效應(yīng)，并分析這些效應(yīng)對未來的月球探測和基地建設(shè)可能帶來的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.C*解析思路：月球磁場的主要特征是整體上沒有全球性偶極場，但存在一些局部的、強(qiáng)度不一的殘余磁場。選項A錯誤，地球有強(qiáng)全球偶極場。選項B錯誤，局部異常存在，但不是普遍現(xiàn)象。選項D錯誤，太陽風(fēng)主要產(chǎn)生感應(yīng)場，不是主因。2.B*解析思路：阿波羅任務(wù)測得月壤中的剩余磁化強(qiáng)度，且發(fā)現(xiàn)其方向與現(xiàn)代地磁場無關(guān)，但與某些古老巖石的磁化方向一致，這支持了月球過去曾有過全球性磁場，隨后停止的觀點。3.B*解析思路：月陸（高地）通常比月海區(qū)域具有更強(qiáng)、更復(fù)雜的殘余磁場特征，且分布相對雜亂，反映了其地質(zhì)歷史更為古老和復(fù)雜，經(jīng)歷了不同的磁化事件。月海因晚期火山活動覆蓋，掩蓋了大部分早期磁場信息。4.B*解析思路：“翻轉(zhuǎn)”假說基于觀測到大量年輕火山巖具有統(tǒng)一但可能與當(dāng)前地磁場無關(guān)的磁化方向，暗示月球在相對較近的地質(zhì)時間尺度內(nèi)經(jīng)歷了多次全球性的磁極反轉(zhuǎn)。5.B*解析思路：月球磁場的分布（如異常的位置和強(qiáng)度）可以間接反映產(chǎn)生磁場的源區(qū)（核心邊界？）以及巖石圈和地幔的結(jié)構(gòu)和演化歷史，是研究內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要窗口。6.C*解析思路：磁強(qiáng)計是專門用于測量磁場強(qiáng)度和方向的儀器，是探測和研究行星磁場的核心設(shè)備。7.B*解析思路：行星磁場的產(chǎn)生通常與液態(tài)核心的對流和發(fā)電機(jī)效應(yīng)有關(guān)。如果核心完全固態(tài)，意味著驅(qū)動發(fā)電機(jī)的主要動力來源消失，因此全球性磁場的產(chǎn)生可能性極低。8.B*解析思路：許多局部強(qiáng)磁場區(qū)域與月球晚期的火山活動有關(guān)，當(dāng)時噴出的巖漿在冷卻過程中記錄了當(dāng)時的磁場方向。9.B*解析思路：強(qiáng)烈的殘余磁場可能產(chǎn)生干擾，影響精密電子設(shè)備的運(yùn)行，或在某些情況下改變局部空間場的分布，因此在選址時需要評估和避開強(qiáng)磁場區(qū)域。10.B*解析思路：地球的全球性磁場將大部分太陽風(fēng)粒子偏轉(zhuǎn)在外層空間，形成磁層保護(hù)。月球缺乏此保護(hù)，表面和月壤直接暴露于太陽風(fēng)和高能宇宙射線中，造成空間weathering等效應(yīng)。二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用阿波羅磁力計數(shù)據(jù)，科學(xué)家推斷出月球過去可能存在全球性磁場的主要依據(jù)。*解析思路：阿波羅磁力計在月球表面多個地點進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)月壤中存在微弱的剩余磁化強(qiáng)度。關(guān)鍵在于，這些磁化方向并非隨機(jī)分布，而是呈現(xiàn)出某種區(qū)域性或全球性的模式，并且其方向與現(xiàn)代地磁場無關(guān)，表明這些磁化是在月球地質(zhì)歷史上某個時期由當(dāng)時的全球性或強(qiáng)區(qū)域磁場所施加的。2.比較月球月海和月陸區(qū)域的磁場特征（強(qiáng)度、分布、成因）的主要差異。*解析思路：月海區(qū)域通常磁場較弱，多為弱的偶極場或雜亂無章的局部場，分布相對均勻；成因可能主要是太陽風(fēng)感應(yīng)場或深部場源的屏蔽效應(yīng)。月陸區(qū)域磁場通常更強(qiáng)，存在明顯的、強(qiáng)度不一的局部磁異常，分布雜亂；成因多與古老火山巖的剩余磁化有關(guān)，記錄了月球過去的磁化事件。3.簡要解釋什么是“月球翻轉(zhuǎn)”假說，并說明支持該假說的地質(zhì)證據(jù)類型。*解析思路：“月球翻轉(zhuǎn)”假說是指月球過去的全球性磁場發(fā)生過多次劇烈的極性反轉(zhuǎn)（磁北和磁南互換）。支持該假說的證據(jù)主要是全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大量年輕玄武巖（主要是月海巖石）具有統(tǒng)一但與現(xiàn)代地磁場無關(guān)的磁化方向，表明它們在形成時記錄了當(dāng)時的全球磁場方向，而這個方向在不同時期發(fā)生了多次改變。4.描述殘余磁場在研究月球地質(zhì)歷史中的主要作用。*解析思路：殘余磁場如同“時間膠囊”，記錄了巖石形成或冷卻時所處的古地磁場方向和強(qiáng)度。通過測量不同巖石（特別是火山巖）的剩余磁化，科學(xué)家可以確定這些巖石形成的時代，并據(jù)此重建月球過去的磁場歷史，進(jìn)而推斷月球的地質(zhì)演化階段、火山活動歷史、撞擊事件記錄以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動力學(xué)狀態(tài)。三、論述題（每題10分，共30分）1.詳細(xì)闡述潮汐加熱假說認(rèn)為月球過去存在全球性磁場，而后停止的原因和過程。*解析思路：該假說認(rèn)為，在月球形成的早期或中年期，月球仍處于熔融或部分熔融狀態(tài)，且受到地球潮汐力的持續(xù)作用。這種潮汐應(yīng)力在月球內(nèi)部產(chǎn)生剪切變形和摩擦生熱，導(dǎo)致內(nèi)部（特別是核心-地幔邊界或核心內(nèi)部）溫度升高并維持液態(tài)狀態(tài)。液態(tài)的核心物質(zhì)發(fā)生對流運(yùn)動，當(dāng)攜帶熔體的對流運(yùn)動達(dá)到足夠規(guī)模和速度時，便會觸發(fā)發(fā)電機(jī)效應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)大的全球性磁場，類似于地球的地磁場產(chǎn)生機(jī)制。隨著月球逐漸冷卻，內(nèi)部運(yùn)動減弱，核心最終凝固，發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行，全球性磁場隨之衰減消失，只留下局部的、強(qiáng)度較弱的殘余磁場。2.結(jié)合具體的月球磁場數(shù)據(jù)或研究實例，論述月球磁場特征如何幫助科學(xué)家理解月球晚期的地質(zhì)活動（如火山活動）。*解析思路：月球晚期的火山活動（主要發(fā)生在月海區(qū)域）留下了大量的玄武巖。這些巖漿在噴發(fā)和冷卻過程中，如果當(dāng)時存在全球性或區(qū)域性地磁場，就會將其記錄下來，形成剩余磁化。通過測量這些古老玄武巖的磁化方向和強(qiáng)度，可以精確確定它們形成的時代（利用古地磁年表），并將它們的空間分布與當(dāng)時的磁場模式聯(lián)系起來。例如，如果發(fā)現(xiàn)特定時期的玄武巖普遍具有相似的磁化方向，且這種方向與該時期月球磁場的理論模型或觀測數(shù)據(jù)吻合，就可以推斷這些巖漿是在特定地質(zhì)時期和地點噴發(fā)的。此外，不同巖體的磁化強(qiáng)度差異或異常，可能反映了巖漿上升路徑上遇到的構(gòu)造障礙或巖漿房內(nèi)的物理化學(xué)條件變化，從而揭示晚期火山活動的細(xì)節(jié)和月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的演化信息。3.探討月球缺乏全球性磁場對其空間環(huán)境（如表面輻射環(huán)境、空間天氣影響）產(chǎn)生的長期效應(yīng)，并分析這些效應(yīng)對未來的月球探測和基地建設(shè)可能帶來的挑戰(zhàn)。*解析思路：月球缺乏全球性磁場意味著它無法有效偏轉(zhuǎn)來自太陽風(fēng)和太陽耀斑的高能帶電粒子。這導(dǎo)致月球表面和近月空間長期暴露在強(qiáng)烈的輻射環(huán)境中。主要效應(yīng)包括：月壤表層積累高劑量的GalacticCosmicRays(GCRs)和SolarParticleEve