2025年大學《空間科學與技術》專業(yè)題庫——火星月相與地殼變化研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內）1.火星上的“月相”現象主要是由于以下哪個因素造成的？A.火星自轉B.火星公轉C.地球對火星的引力影響D.火星內部放射性元素衰變2.與地球相比，火星月相的主要區(qū)別在于其相位變化的周期和可見弧度，這主要是由以下哪個因素決定的？A.火星與太陽的距離不同B.火星與地球的距離不同C.火星的自轉周期與公轉周期比值不同D.火星大氣密度與地球不同3.以下哪個火星探測器主要致力于研究火星大氣和太陽風，其觀測數據對理解火星古代氣候和月相下的光照條件有重要貢獻？A.MarsReconnaissanceOrbiter(MRO)B.MAVEN(MarsAtmosphereandVolcanicEvolution)C.Curiosity(RoboticResearchVehicle)D.InSight(SeismicExplorer)4.火星地殼研究的主要目標之一是尋找古代生命存在的證據，以下哪種地質構造區(qū)域被認為是潛在的宜居古湖泊或三角洲沉積地，對研究火星“月相”下的環(huán)境條件也具有重要意義？A.火星極地冰蓋B.火星主要火山錐C.火星裂谷帶（如Tharsis裂谷）D.沉積巖分布廣泛區(qū)域5.火星地殼與地球地殼相比，一個顯著的特征是其普遍較薄且存在大面積的“地幔柱”或熱點區(qū)域，這導致了火星表面廣泛分布的哪種主要地貌類型？A.海洋B.褶皺山脈C.大型撞擊坑D.熔巖高原（如ElysiumPlanitia）6.在火星地殼研究中，重力數據主要用來推斷以下哪項內容？A.火星表面的顏色和成分B.火星地殼的厚度和下方地幔的密度結構C.火星大氣成分和密度分布D.火星月相變化的精確時間7.以下哪種地質現象是火星地殼活動的重要標志，它通常表現為地層的扭曲和折疊，反映了強烈的構造應力作用？A.撞擊坑鏈B.火山錐C.褶皺帶D.流水沉積層8.火星早期地殼活動被認為非?；钴S，形成了廣泛的裂谷系，這主要是由于以下哪個因素冷卻收縮導致的？A.火星核心的快速冷卻B.火星整體質量的損失C.火星半徑的持續(xù)縮小D.火星大氣壓力的降低9.火星地殼研究面臨的一個主要挑戰(zhàn)是如何精確測定地質年代，以下哪種方法常被用于火星，尤其是在確定撞擊坑形成年齡時？A.放射性同位素測年法B.古地磁測定法C.層序地層法D.光譜分析法10.評估火星地殼演化歷史時，以下哪項證據被認為是區(qū)分不同地質時期活動強度的關鍵？A.撞擊坑的密度和大小分布B.遙感圖像的分辨率C.火星探測器的數量D.火星月相的周期變化二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.火星自轉一周的時間稱為______，它約為24小時39分鐘35秒。2.火星公轉一周的時間稱為______，它約為687個地球日。3.由于火星自轉和公轉的______關系，從火星表面看太陽和地球的位置會周期性變化，形成類似地球的“月相”現象。4.火星月相的可見形態(tài)主要受火星自身______和火星______照射情況的影響。5.火星地殼的平均厚度估計約為______公里，遠薄于地球地殼。6.火星地殼可分為______和______兩部分，后者通常位于低洼地區(qū)。7.火星上最顯著的地貌特征之一是巨大的______區(qū)，如水手谷（VallesMarineris）和奧林帕斯山（OlympusMons）所在地。8.火星地殼研究的主要手段包括軌道遙感（如______和______）、著陸器和漫游車現場探測（如______和______）、以及地球物理探測（如______和______）。9.火星地殼的演化經歷了從早期強烈活動（如廣泛裂谷形成）到晚期相對平靜（如撞擊坑積累）的______過程。10.研究火星月相現象對于理解火星古代______條件、評估著陸點安全性以及優(yōu)化太陽能利用具有重要意義。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述火星“月相”與地球月相的主要異同點。2.簡述火星地殼與地球地殼在厚度、結構和組成方面的主要區(qū)別。3.簡述利用火星軌道器遙感數據識別火星地殼斷裂構造的主要方法。4.簡述放射性元素衰變在火星地殼冷卻和演化過程中的作用。四、論述題（每題10分，共30分。請結合所學知識，深入分析和闡述下列問題）1.結合火星地質演化的不同階段，論述火星地殼活動對火星表面形態(tài)和潛在宜居環(huán)境的影響。2.分析當前火星地殼研究面臨的主要科學問題和技術挑戰(zhàn)，并探討未來可能的研究方向。3.論述火星月相觀測數據在火星科學研究和空間探索中的應用價值。試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.D5.D6.B7.C8.C9.A10.A二、填空題1.火星日2.火星年3.周期性4.地形shadow,大氣atmosphere5.30-406.巖石圈crust,地幔mantle7.熔巖高原lavaplains8.高分辨率成像儀HiRISE,光譜儀CRISM,著陸器/漫游車火星車,地球物理探測重力測量,磁力測量9.衰退式衰變10.能源energy三、簡答題1.同：都是由于天體的相對位置變化導致觀測到的天體形狀呈現周期性變化的現象。異：火星月相變化的周期（約1個火星年）遠長于地球月相（約1個地球月）；火星月相的可見弧度和形態(tài)受火星自身圓缺和火星被太陽照射情況共同影響；火星大氣散射作用使火星月相邊緣通常不如地球月相銳利。2.厚度：火星地殼平均厚度約30-40公里，普遍薄于地球地殼（海洋地殼約5-10公里，大陸地殼約30-50+公里）。結構：火星地殼常被分為上下兩部分，上地殼較薄，下地殼較厚，且常與地幔發(fā)生混合或呈現熔巖高原的巨厚下地殼特征。地球地殼則明顯分為大陸地殼和海洋地殼。組成：火星地殼可能富集硅鋁酸鹽礦物，但具體成分仍在研究中，普遍認為其鋁含量可能高于地球地殼。3.方法：利用高分辨率成像儀（如HiRISE）獲取的火星地形圖像，通過識別地形的線性延伸、地層的錯斷、角度不整合接觸關系等特征來判讀斷裂構造。結合測高數據（如MRO的ShadedReliefMap）分析地貌起伏變化，輔助識別斷裂影響范圍。4.作用：放射性元素（如鈾、釷、鉀）在火星地殼中的衰變會釋放大量熱量，這是火星早期地殼快速冷卻和收縮的主要驅動力。這種冷卻收縮導致了早期廣泛的裂谷形成。同時，衰變產生的熱能也影響了地殼巖石的熔融、分化以及元素分異，對地殼的最終形成和演化產生了重要影響。四、論述題1.影響：*早期強烈裂谷活動：形成了巨大的地塹（如水手谷）、裂谷高原（如阿卡迪亞高原），分割了火星早期地殼，造成了廣泛的火山活動，將大量火山物質噴發(fā)到地表，可能為早期生命提供了物質基礎和能量來源，但劇烈的構造運動也限制了大型穩(wěn)定陸地的形成。*晚期相對平靜與撞擊坑為主：隨著地殼冷卻收縮加劇，大規(guī)模構造活動減弱，火星表面逐漸趨于穩(wěn)定，主要由小規(guī)模斷裂活動、風蝕和撞擊作用塑造地貌。撞擊坑的累積和演化成為記錄火星地質歷史的重要標志，反映了氣候和環(huán)境相對穩(wěn)定期的特點。這種穩(wěn)定環(huán)境為晚期或局部的生命活動可能提供了更適宜的條件。2.科學問題：火星地殼的精細結構、成分和演化歷史；早期地殼形成機制與太陽系其他行星的對比；地殼活動與大氣演化、氣候變化的耦合關系；地殼內水資源（特別是冰）的分布和形成機制；尋找并確認古代生命存在的地質記錄。技術挑戰(zhàn)：獲取更高分辨率、更高精度的地殼結構和成分數據（如對深部探測的需求）；精確測定不同地質事件的年代（定年）；發(fā)展更可靠的數值模型來模擬地殼演化過程；有效利用遙感數據和有限的現場探測數據綜合解釋整個火星地殼。未來方向：發(fā)射攜帶先進探測器的軌道器以獲取更高質量的遙感數據；部署能進行鉆探取樣和原位分析的深部著陸器或漫游車；利用穿透雷達等技術探測地殼內部結構；結合多圈層數據（大氣、地表、內部）進行綜合地質演化研究；利用人工智能和大數據分析處理海量探測數據。3.應用價值：*科學研究：火星月相觀測有助于精確標定火星上的時間，為研究火星氣候變化（如極冠變化、沙塵暴頻率）、古水文活動（如液態(tài)水存在的時間和空間范圍）、大氣物理過程（如光照條件、陰