2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——月球表面的地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)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.下列哪一項(xiàng)不是月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主要分層模型所包含的圈層？A.月殼B.月幔C.月核D.月海2.月球上以黑暗、廣闊且平坦為特征的地貌單元被稱為？A.月陸B(tài).月海C.月坑D.高地3.導(dǎo)致月球表面形成裂谷和斷層的最主要地質(zhì)作用是？A.撞擊作用B.火山噴發(fā)C.潮汐應(yīng)力D.風(fēng)化侵蝕4.以下哪種探測(cè)方法主要利用電磁波反射信號(hào)來獲取月球表面高程信息？A.月球地震學(xué)B.重力探測(cè)C.雷達(dá)高度計(jì)（RadarAltimetry）D.中子探測(cè)5.月球勘探軌道飛行器（LRO）上搭載的激光測(cè)高儀（LROCHL）主要利用什么原理工作？A.接收月球表面反射的無線電信號(hào)B.發(fā)射激光脈沖并測(cè)量反射光返回時(shí)間C.測(cè)量月球表面的熱輻射差異D.探測(cè)月球內(nèi)部的地震波活動(dòng)6.能夠提供月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，并確定地殼厚度的重要探測(cè)手段是？A.熱紅外成像B.月球激光測(cè)高C.月球地震學(xué)D.光學(xué)成像7.以下哪項(xiàng)技術(shù)與通過分析月巖樣品的同位素組成來確定其形成年齡直接相關(guān)？A.雷達(dá)干涉測(cè)量（InSAR）B.地球物理場(chǎng)模擬C.放射性同位素定年法D.空間天氣監(jiān)測(cè)8.在月球地質(zhì)學(xué)中，"高地"通常具有以下哪種特征？A.較低的地勢(shì)和較年輕的巖石B.較高的地勢(shì)和較古老的巖石C.平坦的低地，富含水冰D.充滿熔巖的裂隙帶9.人工震源激發(fā)產(chǎn)生的P波和S波在穿過月球內(nèi)部不同介質(zhì)分界面時(shí)會(huì)發(fā)生？A.速度增加B.速度減小C.部分被反射和折射D.完全消失10.目前認(rèn)為對(duì)月球形成有重要貢獻(xiàn)的撞擊事件主要發(fā)生在哪個(gè)時(shí)期？A.月球形成初期（約45億年前）B.前寒武紀(jì)C.古生代D.新生代二、簡答題（每小題5分，共30分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上。）1.簡述月球表面主要構(gòu)造單元（如月陸、月海、月坑、裂谷）的形態(tài)特征和成因。2.簡述利用雷達(dá)高度計(jì)（RadarAltimetry）探測(cè)月球表面形變的原理。3.簡述月球地震學(xué)探測(cè)方法在獲取月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息方面的作用。4.簡述重力探測(cè)如何幫助我們了解月球的物質(zhì)分布和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。5.簡述阿波羅任務(wù)在月球地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)方面取得的重大發(fā)現(xiàn)。6.簡述進(jìn)行月球地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)時(shí)，為何常需要融合多種探測(cè)手段的數(shù)據(jù)？三、論述題（每小題10分，共40分。請(qǐng)將答案寫在答題紙上。）1.論述不同類型的月球撞擊盆地（如哥白尼盆地、風(fēng)暴洋盆地）在地質(zhì)構(gòu)造、演化歷史以及形成的撞擊事件規(guī)模上可能存在的顯著差異。2.論述月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)（特別是月幔和月核的性質(zhì)）對(duì)于理解月球整體地質(zhì)演化、構(gòu)造活動(dòng)以及潮汐熱歷史的重要性。3.論述月球地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)對(duì)于未來月球資源（如水冰、氦-3）勘探和月球基地建設(shè)選址的指導(dǎo)意義。4.結(jié)合具體的探測(cè)任務(wù)或技術(shù)，論述如何通過地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)手段來研究月球的火山活動(dòng)歷史與現(xiàn)狀。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.C5.B6.C7.C8.B9.C10.A二、簡答題1.答案：月球表面主要構(gòu)造單元及其特征與成因：*月陸：占月球面積的約1/4，地勢(shì)較高，顏色較淺（多為灰色），布滿撞擊坑，巖石較古老。主要成因是早期形成的硅酸鹽地殼。*月海：占月球面積的約1/4，地勢(shì)較低，顏色較深（多為暗灰色），相對(duì)平坦，撞擊坑較少且較淺，主要是早期火山活動(dòng)噴發(fā)的玄武巖漿填塞大型撞擊盆地形成的。*月坑（環(huán)形山）：遍布月面，是各種大小天體撞擊月球表面形成的撞擊構(gòu)造，具有中央峰、輻射紋等特征。*裂谷：主要發(fā)育在月海邊緣或內(nèi)部，是月球冷卻收縮或早期大規(guī)?；鹕交顒?dòng)拉伸形成的線性構(gòu)造，可分為張裂谷和剪切裂谷。2.答案：雷達(dá)高度計(jì)通過發(fā)射微波脈沖信號(hào)至月球表面，并精確測(cè)量信號(hào)往返的總時(shí)間和強(qiáng)度。利用信號(hào)往返時(shí)間的已知速度（光速）可以計(jì)算出探測(cè)器到月面的距離（高程）。通過在不同時(shí)間、不同位置進(jìn)行高程測(cè)量，可以獲取月球表面的高程變化信息，進(jìn)而用于研究月面的形變、隆起或沉降等地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。3.答案：月球地震學(xué)通過在月球表面部署地震儀（如阿波羅任務(wù)期間放置的SEIS地震臺(tái)陣），接收天然（如微體隕石撞擊）或人工（如火箭發(fā)射、核爆炸）震源產(chǎn)生的地震波。通過分析地震波（特別是P波和S波）在月球內(nèi)部的傳播路徑、速度變化、振幅衰減和波形特征，可以推斷月球內(nèi)部的物質(zhì)組成、密度分布、層圈結(jié)構(gòu)（如地殼、月幔、月核的界限和性質(zhì)），以及識(shí)別大型構(gòu)造斷裂帶等地質(zhì)構(gòu)造特征。4.答案：月球的重力場(chǎng)由其質(zhì)量分布決定。月球內(nèi)部密度不均勻會(huì)導(dǎo)致局部重力異常：密度較高的區(qū)域產(chǎn)生正異常，密度較低或存在空洞（如熔巖通道、水冰）的區(qū)域產(chǎn)生負(fù)異常。通過精確測(cè)量月球的引力加速度（使用星載或月面重力儀），繪制重力異常圖，可以推斷月殼、月幔內(nèi)部物質(zhì)的不均勻分布，識(shí)別大型構(gòu)造單元（如盆地、山脈）的邊界，研究地幔密度結(jié)構(gòu)，甚至探測(cè)深部的大型撞擊坑或潛在的水冰儲(chǔ)庫。5.答案：阿波羅任務(wù)在月球地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)方面取得了開創(chuàng)性的重大發(fā)現(xiàn)：*獲取了第一手月巖和月壤樣品，通過分析確定了月球物質(zhì)組成、化學(xué)成分和同位素特征，證實(shí)了月球地殼和月幔的存在，并揭示了月球演化的關(guān)鍵信息。*部署了月面地震儀（SEIS），獲得了大量的月球地震數(shù)據(jù)，首次揭示了月球內(nèi)部具有分層的結(jié)構(gòu)，證實(shí)了存在類似地球的地殼、地幔和可能的地核。*現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和記錄了月面地貌特征，詳細(xì)繪制了月面圖，識(shí)別了各種構(gòu)造形跡（如裂谷、盆地、月坑），為理解月球地質(zhì)構(gòu)造提供了直接證據(jù)。*證實(shí)了月球早期曾經(jīng)歷過劇烈的撞擊bombardment時(shí)期和廣泛的火山活動(dòng)歷史。6.答案：月球地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，單一探測(cè)手段往往只能提供月球表面或淺層內(nèi)部的部分信息，且存在局限性。融合多種探測(cè)手段的數(shù)據(jù)可以：*優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)：不同方法探測(cè)深度和側(cè)重點(diǎn)不同（如雷達(dá)測(cè)高測(cè)地形、地震探內(nèi)部結(jié)構(gòu)、重力探物質(zhì)密度），組合使用能獲得更全面的信息。*提高精度與可靠性：多種數(shù)據(jù)相互印證，可以驗(yàn)證和校準(zhǔn)單一數(shù)據(jù)源可能存在的誤差，得到更可靠的結(jié)論。*實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)反演：結(jié)合地形、重力、地震等多種數(shù)據(jù)，利用地球物理反演方法，可以更準(zhǔn)確地重建月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型。*綜合解釋：為復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象提供更豐富的約束條件，促進(jìn)對(duì)月球地質(zhì)演化過程和構(gòu)造作用的深入理解和綜合解釋。三、論述題1.答案：不同類型的月球撞擊盆地存在顯著差異：*規(guī)模與形態(tài)：巨型盆地（如哥白尼盆地，直徑>1000km）通常具有非常陡峭的邊緣、復(fù)雜的中央峰（由撞擊壓縮反彈形成）和密集的輻射紋系統(tǒng)，盆地底部地形相對(duì)平坦。區(qū)域性盆地（如風(fēng)暴洋盆地，直徑~1000km）邊緣較平緩，中央峰不明顯或不存在，輻射紋系統(tǒng)較弱或無，盆地內(nèi)部常被后期火山活動(dòng)填充，形成廣闊的月海。*形成撞擊體與事件規(guī)模：巨型盆地通常由大型（直徑>10km）或超大型（數(shù)十km）的天體撞擊形成，代表了月球早期歷史上最劇烈的撞擊事件。區(qū)域性盆地則可能由中等規(guī)模天體撞擊形成。*演化歷史：巨型盆地形成后經(jīng)歷了長時(shí)間的風(fēng)化、侵蝕和后續(xù)撞擊修改，中央峰可能已遭受破壞。區(qū)域性盆地形成后不久可能被大規(guī)模的玄武巖熔巖所淹沒，形成了月海，其內(nèi)部地質(zhì)記錄相對(duì)年輕。*內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造：巨型盆地邊緣的斷層活動(dòng)可能更顯著。區(qū)域性盆地內(nèi)部則可能發(fā)育火山構(gòu)造（如火山穹窿、熔巖通道）。2.答案：月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)理解其整體地質(zhì)演化、構(gòu)造活動(dòng)及潮汐熱歷史至關(guān)重要：*地質(zhì)演化：月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)（特別是地幔和地核的性質(zhì)）是月球形成、分異、冷卻和演化的直接記錄。通過地震學(xué)確定的地幔密度結(jié)構(gòu)和成分，可以推斷月幔對(duì)早期熔巖殼的結(jié)晶過程、后期火山活動(dòng)的物質(zhì)來源和動(dòng)力機(jī)制。地核的存在與否及其狀態(tài)，關(guān)系到月球形成時(shí)的角動(dòng)量、早期快速旋轉(zhuǎn)的減速過程。*構(gòu)造活動(dòng)：月球上觀察到的現(xiàn)存的構(gòu)造形跡（如裂谷、斷層）是內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)（如冷卻收縮、早期月球潮汐加熱）作用的結(jié)果。內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性（如密度異常、局部高溫）可能導(dǎo)致應(yīng)力集中，誘發(fā)構(gòu)造活動(dòng)。理解內(nèi)部結(jié)構(gòu)有助于解釋裂谷、斷層的形成機(jī)制和活動(dòng)歷史。*潮汐熱歷史：月球內(nèi)部仍保留有自形成以來的熱量，主要來源于早期放射性元素衰變和早期形成時(shí)的潮汐加熱。地幔對(duì)流和地核的存在、演化與潮汐熱的耗散密切相關(guān)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)（特別是地幔的粘度和對(duì)流狀態(tài)）決定了潮汐加熱的效率、持續(xù)時(shí)間和最終結(jié)局，進(jìn)而影響月球的長期地質(zhì)活動(dòng)（如火山噴發(fā)、構(gòu)造變形）。3.答案：月球地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)對(duì)未來月球活動(dòng)和資源利用有重要指導(dǎo)意義：*資源勘探：月壤中的氦-3（He-3）是未來核聚變發(fā)電的理想燃料，其富集區(qū)域可能與古代火山活動(dòng)有關(guān)的構(gòu)造區(qū)相關(guān)。水冰主要儲(chǔ)存在撞擊坑的永久陰影區(qū)或月球的極地地區(qū)，這些區(qū)域的地質(zhì)穩(wěn)定性、光照條件等與坑壁的構(gòu)造特征有關(guān)。月球地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)（如通過雷達(dá)探測(cè)坑壁結(jié)構(gòu)、通過重力探測(cè)下方密度異常）有助于識(shí)別潛在的氦-3或水冰儲(chǔ)庫及其賦存狀態(tài)。*基地選址：月球基地建設(shè)需要考慮多種因素，地質(zhì)構(gòu)造是其中關(guān)鍵之一。需要避開活動(dòng)斷裂帶、大型撞擊坑（可能存在不穩(wěn)定松散沉積物或劇烈地震）、劇烈的火山活動(dòng)區(qū)。地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)可以提供區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性信息，幫助選擇安全、資源可達(dá)、環(huán)境適宜的著陸點(diǎn)和基地建設(shè)地點(diǎn)。例如，選擇在月陸高地上的穩(wěn)定構(gòu)造單元，或月海內(nèi)部的熔巖管（如果存在且安全）作為資源提取點(diǎn)。4.答案：通過地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)手段研究月球的火山活動(dòng)歷史與現(xiàn)狀：*火山構(gòu)造識(shí)別：利用光學(xué)成像可以識(shí)別月面上的火山錐、熔巖桌山、破火山口、火山穹窿、熔巖通道和熔巖流等火山地貌。雷達(dá)探測(cè)（SAR）能夠穿透部分火山活動(dòng)覆蓋層，揭示隱藏的火山構(gòu)造。重力探測(cè)可以識(shí)別與熔巖填充或密度差異相關(guān)的構(gòu)造異常。*火山巖分布與年齡測(cè)定：通過對(duì)覆蓋在不同構(gòu)造單元（如盆地邊緣、裂谷帶）上的火山巖進(jìn)行采樣（阿波羅任務(wù)）或遙感光譜分析，可以確定火山活動(dòng)的分布范圍、噴發(fā)時(shí)代和巖漿成分。結(jié)合放射性同位素定年法（分析月巖樣品），可以建立月球火山活動(dòng)的年代框架，繪制火山活動(dòng)圖，揭示不同時(shí)期的火山活動(dòng)中心。*火山活動(dòng)與構(gòu)造關(guān)系：