2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫——火星地質(zhì)景觀的地貌演化考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（請根據(jù)要求作答）1.簡述火星上不同類型火山地貌（盾狀火山、復(fù)合火山）的主要形態(tài)特征及其形成機(jī)制的主要區(qū)別。2.指出火星上識(shí)別過去存在液態(tài)水活動(dòng)的關(guān)鍵地貌證據(jù)，并選擇其中三種，詳細(xì)說明其形態(tài)特征及指示意義。3.描述火星撞擊坑從形成到演化的主要階段，并說明次生過程（如風(fēng)蝕、風(fēng)積、火山活動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)）如何改造原始撞擊坑形態(tài)。4.解釋火星上風(fēng)蝕和風(fēng)積地貌的主要類型及其形態(tài)特征。討論風(fēng)蝕作用如何影響火山錐、撞擊坑等已有地貌的形態(tài)。二、分析題（請根據(jù)要求作答）1.假設(shè)你獲得了一系列顯示某火星區(qū)域經(jīng)歷了多次洪水泛濫的遙感影像和測高數(shù)據(jù)。描述你將如何利用這些數(shù)據(jù)來識(shí)別洪水沉積的地貌特征（如古河道、三角洲、洪泛平原），并推斷洪水事件的規(guī)模、方向和可能的多次性。2.闡述利用火星軌道器搭載的測高雷達(dá)（如SHARAD）探測火星地下冰或含水層信息的原理。結(jié)合地表可能存在的相關(guān)地貌特征（如特定地區(qū)的沙丘運(yùn)動(dòng)方向異常、季節(jié)性變化等），說明如何推斷地下水的存在及其對地表環(huán)境的影響。3.分析火星上不同地貌單元（如高聳的火山錐、低洼的撞擊盆地、平緩的平原）所記錄的地質(zhì)歷史信息可能存在的差異，并說明為什么理解這些差異對于重建火星整體地質(zhì)演化歷史至關(guān)重要。三、論述題（請根據(jù)要求作答）1.綜合討論內(nèi)營力作用（如火山噴發(fā)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)）和外營力作用（如水蝕、風(fēng)蝕、冰川侵蝕）在塑造火星現(xiàn)代地貌景觀中的相對重要性及其相互影響。舉例說明。2.探討火星地質(zhì)勘探中遙感遙測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場采樣分析相結(jié)合的必要性和優(yōu)勢。以一個(gè)具體的火星探測任務(wù)（如“好奇號(hào)”或“毅力號(hào)”）為例，說明其如何利用不同手段來研究特定地貌區(qū)域的形成與演化。試卷答案一、簡答題答案及解析1.答案：*盾狀火山：形態(tài)特征為低緩的圓錐體，坡度平緩（通常小于5度），火山口寬廣且常被熔巖流淹沒。主要由流動(dòng)性強(qiáng)的玄武質(zhì)熔巖多次溢流堆積而成。*復(fù)合火山（層狀火山）：形態(tài)特征為高聳的圓錐體，坡度較陡，由熔巖流、火山碎屑巖和火山灰沉積物等交替堆積而成，常具多個(gè)火山口或破火山口。主要由多次噴發(fā)（包括爆炸性噴發(fā)和溢流）形成。*主要區(qū)別：盾狀火山以大規(guī)模溢流為主，形成低緩形態(tài)；復(fù)合火山以多期次的噴發(fā)（包括爆炸）為主，形成高聳形態(tài)。解析：本題考查對火星兩種主要火山類型的基本特征和形成機(jī)制的掌握。需要清晰區(qū)分兩者在形態(tài)（高度、坡度、火山口形態(tài)）上的差異，并準(zhǔn)確對應(yīng)其主導(dǎo)的形成過程（溢流vs.多種噴發(fā)）。解析思路在于區(qū)分主導(dǎo)地質(zhì)作用對地貌的塑造效果。2.答案：*關(guān)鍵地貌證據(jù)：河谷網(wǎng)絡(luò)（辨認(rèn)可逆河床、三角洲、洪泛平原）、湖泊/海洋沉積（浪蝕地貌、三角洲）、古代洪水沖刷的巖石、熱液沉積（如果存在）等。*選擇一：河谷網(wǎng)絡(luò)。形態(tài)特征包括辨認(rèn)可逆的河床、分叉與匯合、沿構(gòu)造線分布、下游逐漸展寬、末端形成三角洲或注入大型沉積盆地。指示意義：證明存在持續(xù)或間歇性的液態(tài)水流，可推斷水流方向、規(guī)模和能量。*選擇二：三角洲。形態(tài)特征為由沉積物構(gòu)成的扇形或鳥爪狀體，向水體延伸，沉積物粒度通常從河口向遠(yuǎn)處變細(xì)。指示意義：證明存在河流入湖/海環(huán)境，是水活動(dòng)能力和沉積過程的直接記錄。*選擇三：古代河床/洪泛平原。形態(tài)特征為干涸的河道痕跡、沉積物層理、平坦的泛濫區(qū)。指示意義：證明過去存在液態(tài)水覆蓋區(qū)域，可用于重建古氣候和古環(huán)境。解析：本題要求列舉并分析水成地貌證據(jù)。首先需要知道哪些地貌是水活動(dòng)的產(chǎn)物，然后選擇其中三種，分別描述其形態(tài)特征（關(guān)鍵是要能從圖像上識(shí)別出來）和科學(xué)意義（說明了水的存在、強(qiáng)度、環(huán)境等）。解析思路在于掌握不同水地貌的“指紋”特征及其反映的地質(zhì)信息。3.答案：*主要階段：1.原始撞擊坑形成：大型撞擊事件瞬間產(chǎn)生，形成具有特定深度、直徑和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的坑壁（階地）、中央隆起（如果撞擊角陡峭）、平底或略微隆起的坑底。2.次生改造階段：這是撞擊坑演化的主要時(shí)期，受多種內(nèi)外力作用。*風(fēng)蝕：坑壁和坑底物質(zhì)被風(fēng)侵蝕，形成陡峭的“風(fēng)蝕崖”、倒置的巖層、洼地等。*風(fēng)積：風(fēng)將侵蝕產(chǎn)物或附近區(qū)域的物質(zhì)搬運(yùn)并堆積在坑口邊緣或內(nèi)部，形成沙丘或沙壟。*火山活動(dòng)：火山噴發(fā)物可能覆蓋撞擊坑，或從坑底/壁噴發(fā)，改變其形態(tài)。*構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：地殼變形可能導(dǎo)致撞擊坑發(fā)生傾斜、破裂或被斷層錯(cuò)斷。*次生撞擊：小型撞擊事件在原始坑體上產(chǎn)生新的撞擊坑。*說明：次生過程通常疊加在原始形態(tài)上，使得撞擊坑的最終形態(tài)可能與其形成時(shí)的形態(tài)大相徑庭，記錄了撞擊后火星環(huán)境的長期變化信息。解析：本題考查撞擊坑的演化序列。需要區(qū)分原始形成階段和后續(xù)的次生改造階段。重點(diǎn)在于列舉并能簡單描述主要的改造作用（風(fēng)、火、構(gòu)、次撞）及其對坑體形態(tài)的具體影響。解析思路在于理解內(nèi)外營力如何長期作用并改變初始地貌。4.答案：*風(fēng)蝕地貌類型與特征：*風(fēng)蝕洼地（蝕刻洼地）：橢圓形或近圓形的、相對平坦的洼地，邊緣陡峭，通常發(fā)育在裸露的基巖或疏松沉積物表面。*桌狀高地（平頂山）：頂部平坦廣闊，邊緣陡峭如階梯的山體，是長期風(fēng)蝕剝蝕作用形成的。*風(fēng)蝕蘑菇（巖鐘）：巖石一側(cè)被風(fēng)強(qiáng)烈侵蝕，形成頂部薄、底部厚的形態(tài)。*風(fēng)蝕雅丹地貌：獨(dú)立的風(fēng)蝕土墩和土丘，常成群分布，是地面物質(zhì)被吹蝕后形成的。*風(fēng)積地貌類型與特征：*沙丘：由風(fēng)搬運(yùn)的沙粒堆積形成的丘狀或壟狀地形，形態(tài)多樣（如沙丘鏈、穹狀沙丘、星狀沙丘等）。*沙壟（沙脊）：長條狀的、延伸方向與主風(fēng)向一致的沙丘。*風(fēng)蝕對已有地貌的影響：*火山錐：風(fēng)蝕可磨損火山口邊緣，侵蝕火山錐側(cè)面，使錐體變低、變圓，形成“風(fēng)蝕火山頸”或“風(fēng)蝕火山口”。*撞擊坑：風(fēng)蝕可使坑壁變得陡峭，磨平坑底，甚至吹蝕掉部分坑緣物質(zhì)，改變原始形態(tài)。解析：本題要求識(shí)別風(fēng)蝕風(fēng)積地貌類型并描述特征，同時(shí)說明風(fēng)蝕如何改造其他地貌。需要掌握常見的風(fēng)蝕和風(fēng)積地貌形態(tài)學(xué)定義，并理解風(fēng)力作為外營力對不同基體或已有地貌的塑造和改造機(jī)制。解析思路在于區(qū)分風(fēng)力的侵蝕作用和搬運(yùn)堆積作用及其在不同地表單元上的表現(xiàn)。二、分析題答案及解析1.答案：*利用數(shù)據(jù)識(shí)別特征：*識(shí)別古河道：尋找線性、彎曲或分叉的淺溝形態(tài)，注意其走向與區(qū)域坡度梯度方向的關(guān)系。檢查河道底部是否存在交錯(cuò)層理或粒度變化的沉積記錄。利用高程數(shù)據(jù)分析河道的縱剖面形態(tài)（如跌水、緩坡段）。*識(shí)別三角洲：尋找沉積物從河道向湖/海盆地方向展布的扇形或鳥爪狀地貌，注意其沉積物粒度由近源到遠(yuǎn)源的變化（如粗粒區(qū)靠近河道，細(xì)粒區(qū)遠(yuǎn)離）。利用高程數(shù)據(jù)確定三角洲的邊界和厚度。*識(shí)別洪泛平原：尋找廣闊、相對平坦的區(qū)域，可能覆蓋有細(xì)粒沉積物，表面可能存在微弱的層理或古河道痕跡。*推斷洪水事件：綜合分析河谷、三角洲等的分布范圍、形態(tài)復(fù)雜度、高程差異。通過不同地貌單元的空間關(guān)系推斷水流方向和流域范圍。通過多個(gè)時(shí)期沉積地貌的重疊或切割關(guān)系，推斷洪水事件的次數(shù)和相對時(shí)間順序。利用沉積物的類型和厚度估算洪水的規(guī)模和持續(xù)時(shí)間。解析：本題考查利用多源數(shù)據(jù)（影像+測高）分析水地貌的能力。解析思路是：首先明確要找什么特征（古河道、三角洲、洪泛平原），然后說明利用哪些數(shù)據(jù)類型（影像形態(tài)、高程剖面、沉積特征）來識(shí)別這些特征，最后說明如何通過這些特征的組合和分析來推斷洪水事件的性質(zhì)（方向、規(guī)模、次數(shù)、時(shí)間）。2.答案：*探測原理：火星軌道器上的測高雷達(dá)（如SHARAD）通過向火星發(fā)射低頻電磁波脈沖，并接收從地下或地表不同介質(zhì)界面反射回來的回波信號(hào)。根據(jù)信號(hào)的往返時(shí)間計(jì)算出反射界面的深度，從而繪制出地下介質(zhì)的深度剖面或等深線圖。不同介質(zhì)的介電常數(shù)不同，導(dǎo)致反射強(qiáng)度和信號(hào)特征不同，從而可以區(qū)分巖石、含水層、冰等。*結(jié)合地表特征推斷：*沙丘運(yùn)動(dòng)異常：如果某個(gè)區(qū)域沙丘的運(yùn)動(dòng)方向、形態(tài)或遷移速率與其周圍區(qū)域顯著不同，可能暗示地下存在阻礙（如含水層邊緣、基巖）、潤滑（如季節(jié)性融水、地下水）或提供沙源（如間歇性噴發(fā)的火山口附近）。*季節(jié)性變化：某些區(qū)域地表（如特定類型的風(fēng)蝕洼地、斜坡）出現(xiàn)季節(jié)性的亮暗變化，可能是地下冰在冬季凍結(jié)或夏季融化時(shí)導(dǎo)致的土壤水分變化或熱慣性的反映。*間接證據(jù)：結(jié)合地表地質(zhì)背景（如某些礦物組合）、氣候模型（火星水文循環(huán)）和雷達(dá)探測結(jié)果，可以綜合推斷地下水的可能分布、狀態(tài)（液態(tài)、冰）和活動(dòng)性，及其對地表地貌形態(tài)和過程的影響。解析：本題考查對特定探測手段原理的理解及其與地表現(xiàn)象結(jié)合分析的能力。解析思路是：先解釋SHARAD雷達(dá)的基本工作原理（發(fā)射、接收、測深）。然后說明如何利用雷達(dá)探測結(jié)果（地下結(jié)構(gòu)信息）與地表觀測到的現(xiàn)象（沙丘異常、季節(jié)變化）聯(lián)系起來，推斷地下水的存在及其影響。這需要跨學(xué)科的知識(shí)整合能力。3.答案：*不同地貌單元記錄的差異：*火山錐（如奧林帕斯火山）：主要記錄了火山活動(dòng)的歷史，包括噴發(fā)類型、頻率、巖漿成分變化等，反映了火星內(nèi)部的巖漿過程和能量釋放。形態(tài)（高聳、低緩）和構(gòu)造（層理、熔巖通道）是關(guān)鍵信息。*撞擊盆地（如阿卡迪亞盆地、海王星撞擊盆地）：主要記錄了大型撞擊事件本身及其后果，包括撞擊能量、原始地形、盆地內(nèi)的沉積物（如貝里埃夫?qū)樱⒑罄m(xù)的次生過程（火山活動(dòng)、構(gòu)造變形）。反映了火星早期形成歷史和全球性事件。*平原（如北部低地）：可能記錄了長期的水活動(dòng)歷史（如北部低地可能存在廣泛的古海洋或廣泛洪水）、大規(guī)模火山沉積覆蓋、以及可能的板塊構(gòu)造或全球冰川覆蓋的歷史。反映了火星表面環(huán)境的長期演化和穩(wěn)定性。*重要性：火星不同地貌單元記錄了不同尺度和不同性質(zhì)的歷史信息。火山記錄內(nèi)部過程，撞擊記錄外部沖擊和早期歷史，平原可能記錄表面環(huán)境和長期變化。只有綜合分析這些不同來源的“地質(zhì)檔案”，才能拼湊出火星地質(zhì)演化的完整圖景，理解其從形成早期到現(xiàn)在的復(fù)雜歷史。解析：本題考查對不同地貌單元所蘊(yùn)含地質(zhì)信息的理解及其在重建行星歷史中的作用。解析思路是：明確不同類型地貌（火山、撞擊坑、平原）主要記錄了哪些方面的地質(zhì)事件或過程，然后強(qiáng)調(diào)這些記錄的多樣性，并說明為什么需要綜合這些多樣性信息才能獲得對行星整體演化歷史的全面認(rèn)識(shí)。三、論述題答案及解析1.答案：*內(nèi)營力作用：*重要性：火星的火山活動(dòng)（如巨大的盾狀火山鏈）是地表形態(tài)的主要塑造者之一，形成了火星上最顯著的地貌特征（如高聳的火山和廣闊的平原）。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（如裂谷系、斷層活動(dòng)）控制了地殼的變形、斷裂和地貌格局的形成，影響大型結(jié)構(gòu)單元（如撞擊盆地的邊界、地盾的隆起）的形態(tài)。*外營力作用：*重要性：風(fēng)蝕和風(fēng)積作用遍布火星，不斷改變著地表形態(tài)，尤其對火山錐、撞擊坑、巖石碎屑等的形態(tài)進(jìn)行“打磨”和重塑。過去的水活動(dòng)（河流、湖泊、洪水）塑造了復(fù)雜的河谷網(wǎng)絡(luò)、沉積地貌（三角洲、洪泛平原），是火星表面景觀的重要組成。可能的冰川活動(dòng)也參與了地貌塑造（如冰帽、冰川侵蝕地貌）。*相互影響：內(nèi)營力和外營力相互交織，共同塑造火星地貌。例如，火山活動(dòng)形成的地形（如高聳的火山）為風(fēng)和水提供了塑造的“骨架”；而風(fēng)和水又不斷地侵蝕、改造火山錐和撞擊坑的原始形態(tài)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可能為水活動(dòng)和風(fēng)活動(dòng)開辟新的通道或障礙。風(fēng)和水也參與了火山物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積。內(nèi)營力可能暫時(shí)抑制外營力（如火山噴發(fā)物覆蓋地表），也可能在外營力作用下被觸發(fā)（如水對巖石的溶蝕）。解析：本題要求綜合討論內(nèi)外營力在火星地貌塑造中的作用及相互關(guān)系。解析思路是：首先分別論述內(nèi)營力（火山、構(gòu)造）和外營力（風(fēng)、水、冰）各自在塑造火星地貌中的重要性，列舉關(guān)鍵地貌類型作為例證。然后重點(diǎn)分析兩者如何相互作用，形成復(fù)雜的地貌格局，強(qiáng)調(diào)這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，而非單一力量的作用。2.答案：*結(jié)合性必要性與優(yōu)勢：*必要性：火星體積小、距離遠(yuǎn)，直接采樣和現(xiàn)場分析的能力有限且成本高昂。單一來源的數(shù)據(jù)往往存在局限性：遙感數(shù)據(jù)分辨率有限，難以獲取精細(xì)結(jié)構(gòu)；遙測數(shù)據(jù)（如地震儀、磁力計(jì)）只能探測局部信息；現(xiàn)場采樣能獲得直接物質(zhì)證據(jù)，但樣本數(shù)量和覆蓋范圍有限。綜合利用多源數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，獲得更全面、更準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。*優(yōu)勢：可以進(jìn)行交叉驗(yàn)證，提高結(jié)論的可靠性。例如，遙感發(fā)現(xiàn)的疑似水蝕溝谷