2025年大學(xué)《行星科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——行星衛(wèi)星的包容性研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述行星衛(wèi)星的主要類型及其基本特征。請(qǐng)至少列舉三種不同類型的衛(wèi)星，并說(shuō)明區(qū)分它們的主要依據(jù)。二、討論行星衛(wèi)星內(nèi)部熱演化的主要來(lái)源和不同機(jī)制。為何不同衛(wèi)星（如木衛(wèi)一與海衛(wèi)一）的熱狀態(tài)存在顯著差異？三、以木衛(wèi)二（歐羅巴）或土衛(wèi)二（恩克拉多斯）為例，詳細(xì)說(shuō)明科學(xué)家推測(cè)其內(nèi)部存在液態(tài)水海洋的主要證據(jù)。這些證據(jù)分別基于哪些探測(cè)手段？四、行星衛(wèi)星的大氣層形成和演化受到多種因素影響。請(qǐng)分析影響衛(wèi)星擁有或維持大氣層的關(guān)鍵因素，并舉例說(shuō)明不同衛(wèi)星（如土衛(wèi)六與天王星衛(wèi)星）大氣層的巨大差異及其可能原因。五、論述“包容性研究”視角對(duì)于理解行星衛(wèi)星多樣性的重要性。請(qǐng)結(jié)合行星衛(wèi)星的物理、化學(xué)或地質(zhì)特征，說(shuō)明如何運(yùn)用包容性思維來(lái)解釋這些多樣性現(xiàn)象。六、分析一項(xiàng)具體的行星衛(wèi)星探測(cè)任務(wù)（如伽利略號(hào)、卡西尼號(hào)、朱諾號(hào)或龍飛船任務(wù)等）所取得的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。該發(fā)現(xiàn)如何加深了我們對(duì)行星衛(wèi)星（或其母星系統(tǒng)）的認(rèn)識(shí)？請(qǐng)說(shuō)明該發(fā)現(xiàn)背后的科學(xué)原理或探測(cè)方法。七、討論人類探測(cè)和研究行星衛(wèi)星的價(jià)值。除了科學(xué)探索之外，還可能帶來(lái)哪些潛在的應(yīng)用前景或引發(fā)哪些重要的科學(xué)倫理問(wèn)題？請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行闡述。試卷答案一、答案：行星衛(wèi)星主要類型包括：圍繞氣態(tài)巨行星運(yùn)行的衛(wèi)星（如木衛(wèi)）、圍繞冰巨行星運(yùn)行的衛(wèi)星（如海衛(wèi)一）、巖石衛(wèi)星（如月球）、以及系外行星衛(wèi)星等?；咎卣鲄^(qū)分依據(jù)包括：衛(wèi)星大小和質(zhì)量（如伽利略衛(wèi)星與土衛(wèi)六）、密度（反映成分，如冰衛(wèi)星與巖石衛(wèi)星）、表面特征（如撞擊坑、火山活動(dòng)、冰凍地表）、軌道特征（如順行、逆行、拉格朗日點(diǎn)衛(wèi)星）以及是否存在大氣層或磁場(chǎng)。不同類型衛(wèi)星的形成和演化歷史也顯著不同。解析思路：要求學(xué)生掌握行星衛(wèi)星的基本分類方法（按母星類型、按成分等），并能列舉不同類型衛(wèi)星的關(guān)鍵特征。解析需包含分類依據(jù)和具體特征描述，體現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。二、答案：行星衛(wèi)星內(nèi)部熱演化主要來(lái)源包括：形成時(shí)的殘留熱量、放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量、以及軌道共振（潮汐加熱）等。不同機(jī)制的作用程度取決于衛(wèi)星質(zhì)量、成分、形成時(shí)間、軌道參數(shù)等。木衛(wèi)一活躍的熱源主要是木星對(duì)其的強(qiáng)烈潮汐加熱，而海衛(wèi)一雖然質(zhì)量大，但形成時(shí)可能帶有較多熱量，且當(dāng)前潮汐加熱相對(duì)較弱，故表現(xiàn)不活躍。解析思路：要求學(xué)生理解衛(wèi)星熱演化的主要能源，并能比較不同衛(wèi)星熱狀態(tài)差異的原因。解析需闡述熱源類型、作用機(jī)制，并結(jié)合具體衛(wèi)星實(shí)例（如木衛(wèi)一和海衛(wèi)一）說(shuō)明機(jī)制差異如何導(dǎo)致熱狀態(tài)不同，體現(xiàn)分析和比較能力。三、答案：推測(cè)木衛(wèi)二內(nèi)部存在液態(tài)水海洋的主要證據(jù)包括：高密度（指示富含水）、伽利略號(hào)磁力計(jì)探測(cè)到的異常磁場(chǎng)（可能由液態(tài)鐵硫外核產(chǎn)生并與液態(tài)水海洋相互作用）、以及對(duì)表面冰殼年齡和分布的分析（暗示下方存在活躍過(guò)程）、以及探測(cè)到的水蒸氣羽流和冰屑（可能來(lái)自海洋）。這些證據(jù)綜合指向一個(gè)位于冰殼下的液態(tài)水海洋。解析思路：要求學(xué)生能結(jié)合多方面探測(cè)數(shù)據(jù)（重力、磁力、光學(xué)、粒子探測(cè)）論證科學(xué)假設(shè)（木衛(wèi)二有海洋）。解析需列出關(guān)鍵證據(jù)類型，并簡(jiǎn)述每種證據(jù)如何支持海洋存在的結(jié)論，體現(xiàn)對(duì)探測(cè)手段和科學(xué)推斷的理解。四、答案：影響衛(wèi)星擁有或維持大氣層的關(guān)鍵因素有：衛(wèi)星質(zhì)量與引力（決定逃逸速度）、溫度（影響分子運(yùn)動(dòng)）、母星風(fēng)和太陽(yáng)輻射（剝蝕大氣）、以及衛(wèi)星表面化學(xué)成分（如是否存在吸附或化學(xué)反應(yīng)）。土衛(wèi)六擁有濃厚氮?dú)獯髿庵饕且驗(yàn)槠滟|(zhì)量足夠大（引力強(qiáng)，逃逸速度高），且表面溫度相對(duì)較低（減緩分子運(yùn)動(dòng)），同時(shí)可能存在甲烷循環(huán)維持大氣。天王星衛(wèi)星（如泰坦）雖然也擁有大氣（主要是甲烷和氮?dú)猓髿鈱酉”∏覝囟雀?，且可能受到母星風(fēng)和太陽(yáng)紫外線更強(qiáng)的剝蝕。解析思路：要求學(xué)生掌握大氣層存在與維持的條件，并能解釋不同衛(wèi)星大氣差異的原因。解析需列出關(guān)鍵影響因素，并運(yùn)用這些因素解釋具體案例（土衛(wèi)六與天王星衛(wèi)星）大氣差異的成因，體現(xiàn)應(yīng)用和比較能力。五、答案：“包容性研究”視角強(qiáng)調(diào)從多維度、多尺度、多過(guò)程綜合理解行星衛(wèi)星的多樣性。例如，通過(guò)比較不同大小、成分、軌道、演化歷史的衛(wèi)星，可以揭示行星形成和演化的普遍規(guī)律與特殊路徑。這種視角有助于打破對(duì)單一衛(wèi)星（如地球或木衛(wèi)一）的聚焦，認(rèn)識(shí)到衛(wèi)星世界的廣闊光譜，從而更全面地理解太陽(yáng)系（乃至宇宙）的起源、演化和生命潛力。它要求研究者關(guān)注差異，探究多樣性背后的原因和機(jī)制，而非簡(jiǎn)單歸類或?qū)で笪ㄒ弧皹?biāo)準(zhǔn)”。解析思路：要求學(xué)生理解“包容性研究”在行星科學(xué)中的含義和意義。解析需闡述包容性視角的核心思想（綜合、多樣、多維度），并結(jié)合行星衛(wèi)星研究實(shí)例說(shuō)明其價(jià)值（如揭示普遍規(guī)律、理解演化路徑、認(rèn)識(shí)多樣性），體現(xiàn)對(duì)科學(xué)理念的把握和應(yīng)用。六、答案：以卡西尼號(hào)探測(cè)土星系統(tǒng)為例，其重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)包括：在土衛(wèi)六（泰坦）上發(fā)現(xiàn)了活躍的液態(tài)甲烷湖泊和河流系統(tǒng)；在土衛(wèi)二（恩克拉多斯）上發(fā)現(xiàn)了持續(xù)的冰火山噴發(fā)羽流，證實(shí)其地下存在液態(tài)水海洋；詳細(xì)繪制了土星環(huán)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)了新的衛(wèi)星等。這些發(fā)現(xiàn)極大地改變了我們對(duì)衛(wèi)星宜居性、地質(zhì)活動(dòng)多樣性以及行星系統(tǒng)演化的認(rèn)識(shí)。例如，泰坦的甲烷水文系統(tǒng)展示了除水之外生命存在的可能性，而恩克拉多斯的海洋則為研究冰封世界中的生命潛力提供了關(guān)鍵線索?？ㄎ髂崽?hào)利用了軌道環(huán)繞、雷達(dá)探測(cè)、光譜分析、磁力計(jì)測(cè)量等多種先進(jìn)技術(shù)獲取數(shù)據(jù)。解析思路：要求學(xué)生能結(jié)合具體探測(cè)任務(wù)，分析其重要科學(xué)成果及其意義，并了解相關(guān)探測(cè)方法。解析需選擇一個(gè)知名任務(wù)，列舉其主要發(fā)現(xiàn)，解釋這些發(fā)現(xiàn)如何拓展了科學(xué)認(rèn)知，并簡(jiǎn)述所用的核心探測(cè)原理或技術(shù)，體現(xiàn)知識(shí)的整合與應(yīng)用能力。七、答案：人類探測(cè)和研究行星衛(wèi)星的價(jià)值在于科學(xué)探索，即增進(jìn)對(duì)太陽(yáng)系形成、演化和行星（包括潛在生命）多樣性的理解。應(yīng)用前景可能包括：為未來(lái)太空資源（如水冰、稀有金屬）開發(fā)利用提供潛在目標(biāo)地；測(cè)試和驗(yàn)證深空探測(cè)技術(shù)；作為未來(lái)載人任務(wù)的中轉(zhuǎn)站或前哨?？茖W(xué)倫理問(wèn)題則主要涉及：對(duì)外星生命（如果存在）的潛在影響或保護(hù)（如實(shí)施行星保護(hù)措施）、資源開發(fā)的公平性與可持續(xù)性問(wèn)題（避免地球國(guó)家間沖突或?qū)μ召Y源的壟斷）、以及探測(cè)活動(dòng)可能對(duì)目標(biāo)天體環(huán)境造成的