2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——火星火山的活動(dòng)周期與規(guī)律考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一種火星火山構(gòu)造通常表明其經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間、低粘度熔巖的緩慢溢流？A.火山錐B.熔巖穹丘C.火山口湖D.火山頸2.火星上最廣闊、最著名的火山平原主要分布在哪個(gè)地區(qū)？A.埃俄斯高原B.阿卡迪亞平原C.紅色沙漠D.水手谷3.目前科學(xué)界認(rèn)為，火星上最后一次大規(guī)?；鹕交顒?dòng)主要發(fā)生在哪個(gè)地質(zhì)時(shí)期？A.礦物時(shí)期B.前寒武紀(jì)C.紅色紀(jì)（Hesperian）D.亞馬遜紀(jì)（Amazonian）4.“海盜號(hào)”探測(cè)器在火星上發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)有力的火山活動(dòng)證據(jù)是什么？A.現(xiàn)代觀測(cè)到的火山噴發(fā)B.大規(guī)模的熔巖流C.含有硫化物的火山巖D.火山熱異常5.與地球火山活動(dòng)主要受板塊構(gòu)造驅(qū)動(dòng)不同，火星火山活動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)制被認(rèn)為是？A.海底擴(kuò)張B.地幔柱熱點(diǎn)活動(dòng)C.凝聚態(tài)板塊碰撞D.地殼張裂6.下列哪個(gè)火星探測(cè)任務(wù)在其著陸區(qū)域發(fā)現(xiàn)了明確的、地質(zhì)學(xué)上相對(duì)年輕的火山噴發(fā)證據(jù)？A.勇氣號(hào)（Spirit）B.機(jī)遇號(hào)（Opportunity）C.好奇號(hào)（Curiosity）D.毅力號(hào)（Perseverance）7.火星火山活動(dòng)周期性變化的一種可能解釋是地球-火星系統(tǒng)的軌道參數(shù)（如軸傾角、公轉(zhuǎn)周期）變化引發(fā)的內(nèi)部resonantforcing。這種解釋主要關(guān)聯(lián)了火星的哪方面特征？A.大氣密度B.內(nèi)部熱流C.軌道動(dòng)力學(xué)D.水冰分布8.火星表面廣泛存在的“星狀裂紋”（PolycyclicDepressions,PCDs）現(xiàn)象，許多科學(xué)家認(rèn)為其成因與哪種火山活動(dòng)有關(guān)？A.盾狀火山噴發(fā)B.短期噴發(fā)的熔巖流冷卻收縮C.火山碎屑流D.火山口塌陷9.評(píng)估火星火山活動(dòng)歷史時(shí)，常用的放射性同位素測(cè)年方法主要依賴于測(cè)定哪些礦物的年齡？A.輝石和角閃石B.橄欖石和輝石C.礦物玻璃和輝石D.鈣鈦礦和橄欖石10.火星奧林帕斯火山（OlympusMons）是太陽(yáng)系中已知最高的火山。其巨大的規(guī)模主要?dú)w因于？A.短期內(nèi)極高強(qiáng)度的噴發(fā)B.長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)的低粘度熔巖溢流C.多次大規(guī)模碎屑流堆積D.板塊構(gòu)造邊緣的強(qiáng)烈擠壓二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.火星上最典型的盾狀火山是以______火山為代表的廣闊火山平原。2.描述火星表面火山巖年齡分布特征的一個(gè)常用術(shù)語(yǔ)是______。3.火星火山活動(dòng)相對(duì)頻繁的亞馬遜紀(jì)，其火山噴發(fā)物中普遍富集的氣體成分是______。4.利用火星軌道飛行器搭載的______儀器，可以通過(guò)探測(cè)地表溫度變化來(lái)識(shí)別潛在的火山活動(dòng)熱點(diǎn)。5.火星地表的______構(gòu)造，如裂谷系和大型斷裂帶，為火山活動(dòng)提供了通道。6.與地球相比，火星缺乏全球性板塊構(gòu)造，其火山活動(dòng)更多表現(xiàn)為_(kāi)_____活動(dòng)。7.火星地表廣泛存在的硫酸鹽沉積物，其形成環(huán)境往往與古代或現(xiàn)代的______活動(dòng)有關(guān)。8.分析火星火山活動(dòng)周期性規(guī)律時(shí)，需要考慮行星軌道參數(shù)變化對(duì)行星______的影響。9.“鳳凰號(hào)”著陸點(diǎn)附近的火山沉積物中發(fā)現(xiàn)了冰層，這為研究火星火山活動(dòng)與______相互作用的提供了重要線索。10.火星上某些年輕火山口的覆蓋層中發(fā)現(xiàn)的球狀體（globules），被認(rèn)為是______冷卻的產(chǎn)物。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述火星盾狀火山和層狀火山的形態(tài)特征及其形成機(jī)制的主要區(qū)別。2.簡(jiǎn)要說(shuō)明科學(xué)家如何利用火星探測(cè)器的遙感數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別和繪制火星火山分布圖。3.列舉至少三種不同的方法來(lái)估計(jì)火星火山的形成年齡，并簡(jiǎn)述其中一種方法的原理。四、論述題（共25分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入分析和闡述下列問(wèn)題）1.詳細(xì)論述火星火山活動(dòng)周期性規(guī)律的主要表現(xiàn)形式，并分析可能導(dǎo)致這些周期性變化的主要內(nèi)在因素和外在因素。（12分）2.結(jié)合具體的火星探測(cè)任務(wù)實(shí)例（如勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)、好奇號(hào)、毅力號(hào)等），論述人類如何通過(guò)不同手段獲取火星火山信息，并分析這些信息對(duì)理解火星火山活動(dòng)規(guī)律和火星宜居性評(píng)估的意義。（13分）試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.C5.B6.D7.C8.B9.C10.B二、填空題1.奧林帕斯2.年齡分布譜（或“年齡譜”）3.水汽（或“水蒸氣”）4.熱紅外成像5.裂谷6.板內(nèi)7.火山8.內(nèi)部熱狀態(tài)（或“內(nèi)部熱”）9.水冰10.熔巖流三、簡(jiǎn)答題1.答：盾狀火山：形態(tài)特征為低緩的錐形，坡度平緩，覆蓋范圍廣；形成機(jī)制主要是長(zhǎng)時(shí)間、低粘度玄武質(zhì)熔巖的溢流堆積。層狀火山（或稱復(fù)合火山）：形態(tài)特征為高聳的錐形，坡度陡峭，由多次噴發(fā)的熔巖流、火山碎屑巖等交替堆積形成；形成機(jī)制可能涉及更高粘度的熔巖以及爆發(fā)性噴發(fā)。解析思路：考察對(duì)火星兩種主要火山類型的基本定義、形態(tài)和形成機(jī)制的理解。需要區(qū)分其最核心的區(qū)別在于形態(tài)（坡度、規(guī)模）和形成機(jī)制（熔巖粘度、噴發(fā)方式）。2.答：科學(xué)家利用軌道飛行器搭載的高分辨率相機(jī)（如HiRISE）拍攝圖像，可以識(shí)別火山錐、熔巖流場(chǎng)、火山口等形態(tài)特征。利用熱紅外成像儀可以探測(cè)地表溫度異常，識(shí)別火山口熱源。利用光譜儀分析地表物質(zhì)成分，可以識(shí)別火山巖礦物（如輝石、長(zhǎng)石）和火山玻璃。通過(guò)綜合分析這些遙感數(shù)據(jù)，可以定位火山、繪制分布圖、推斷火山性質(zhì)和活動(dòng)歷史。解析思路：考察對(duì)火星遙感技術(shù)在火山研究中的應(yīng)用的理解。需要知道不同傳感器（相機(jī)、熱紅外、光譜儀）的作用，以及如何綜合這些信息來(lái)識(shí)別和繪制火山。3.答：方法一：鉀氬（K-Ar）測(cè)年法，通過(guò)測(cè)量火山巖或火山玻璃中放射性鉀衰變產(chǎn)生的氬同位素（Ar-40）含量來(lái)估算年齡，原理是放射性同位素的半衰期是恒定的。方法二：氬氬（Ar-Ar）測(cè)年法，是K-Ar方法的改進(jìn)，可提供更精確和更高的精度。方法三：放射性同位素定年法（如氬氬法、放射性碳法，后者適用于極年輕樣品），利用其他長(zhǎng)半衰期放射性同位素進(jìn)行測(cè)年。解析思路：考察對(duì)火星地質(zhì)年代測(cè)定方法的基本知識(shí)。需要列舉至少兩種常用方法，并簡(jiǎn)述其中一種的基本原理。四、論述題1.答：表現(xiàn)形式：火星火山活動(dòng)呈現(xiàn)明顯的年齡分布譜，年輕火山主要分布在埃俄斯高原和奧林帕斯火山周圍，而古老火山則廣泛分布于阿卡迪亞平原和南部高地，顯示出活動(dòng)高峰期和低谷期。部分研究認(rèn)為存在與軌道參數(shù)周期（如米蘭科維奇旋回）相關(guān)的火山活動(dòng)強(qiáng)度變化?；鹕絿姲l(fā)樣式和產(chǎn)物也可能存在周期性變化。導(dǎo)致周期性變化的原因：內(nèi)在因素可能包括地幔柱活動(dòng)的周期性波動(dòng)、行星內(nèi)部熱狀態(tài)的緩慢變化、核心-地幔耦合過(guò)程的周期性調(diào)整等。外在因素主要是地球-火星系統(tǒng)軌道參數(shù)（軸傾角、偏心率、歲差）的變化，通過(guò)resonantforcing（共振強(qiáng)迫）等方式影響火星的內(nèi)部熱狀態(tài)和地表環(huán)境，從而可能觸發(fā)或調(diào)制火山活動(dòng)。解析思路：考察對(duì)火星火山活動(dòng)周期與規(guī)律的理解和分析能力。需要能描述其周期性表現(xiàn)（年齡譜、強(qiáng)度變化等），并從內(nèi)外因素（內(nèi)部熱狀態(tài)變化、軌道參數(shù)強(qiáng)迫）的角度進(jìn)行解釋。2.答：人類通過(guò)多種探測(cè)任務(wù)獲取火星火山信息：①“海盜號(hào)”通過(guò)地面觀測(cè)識(shí)別了古代火山活動(dòng)和火山構(gòu)造。②“火星全球勘測(cè)者”（MarsGlobalSurveyor,MGS）的MOC相機(jī)和ThermalEmissionImagingSystem(THEMIS)熱紅外成像儀提供了高分辨率火山形態(tài)圖和地表溫度異常信息，幫助識(shí)別和繪制火山分布，探測(cè)潛在活動(dòng)熱點(diǎn)。③“火星奧德賽”（MarsOdyssey）的Gamma-RaySpectrometer(GRS)和NeutronSpectrometer(SNM)通過(guò)探測(cè)火山巖和土壤中的氫、氬等元素，反演火山活動(dòng)歷史和性質(zhì)。④“火星勘測(cè)軌道飛行器”（MRO）的HiRISE相機(jī)提供了超高分辨率火山地貌細(xì)節(jié)圖像，CRISM光譜儀可以識(shí)別火山巖成分和蝕變特征。⑤“勇氣號(hào)”和“機(jī)遇號(hào)”在古謝夫撞擊坑和梅里迪亞尼撞擊坑發(fā)現(xiàn)了古代火山沉積巖和火山玻璃，提供了近距離分析火山巖成分和結(jié)構(gòu)的寶貴數(shù)據(jù)。⑥“好奇號(hào)”在蓋爾撞擊坑底部發(fā)現(xiàn)了由火山灰沉積物組成的層理構(gòu)造，并分析了其中的火山玻璃成分，證實(shí)了該區(qū)域存在古代火山活動(dòng)。⑦“毅力號(hào)”在耶澤羅撞擊坑發(fā)現(xiàn)了來(lái)自古代河床的火山沉積物，并在附近發(fā)現(xiàn)了由短期噴發(fā)熔巖流形成的“指狀巖層”，提供了關(guān)于火星近期（地質(zhì)學(xué)上