2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——火星地質(zhì)活動監(jiān)測技術(shù)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題后的括號內(nèi)）1.以下哪一項不屬于目前確認(rèn)的火星地質(zhì)活動類型？A.火山噴發(fā)B.板塊構(gòu)造運動C.持續(xù)的板塊俯沖作用D.水體侵蝕與沉積作用2.火星地質(zhì)年代劃分的主要依據(jù)是？A.地球年輪的相對年齡B.放射性同位素測年法C.火星上的季節(jié)變化周期D.地貌單元的顏色深淺3.InSight著陸器攜帶的SEIS（超敏地震儀）主要用于探測？A.火星大氣中的風(fēng)聲B.火星表面的溫度變化C.火星內(nèi)部的地震活動D.火星地下水的流動聲音4.火星探測中，利用熱紅外成像儀主要目的是？A.探測火星表面的微生物B.繪制火星表面的高程圖C.分析火星表面的礦物組成D.觀測火星大氣云層的運動5.“水手谷”（VallesMarineris）是火星上最顯著的特征之一，其最可能的地質(zhì)成因是？A.火山口坍塌形成B.流水侵蝕切割形成C.地表張力拉伸撕裂形成D.地震活動形成的裂縫系統(tǒng)6.以下哪種火星探測器主要利用雷達(dá)穿透火星淺層地表，探測水冰或固態(tài)甲烷？A.火星奧德賽號（MarsOdyssey）B.火星勘測軌道飛行器（MRO）C.火星快車號（MarsExpress）D.希爾瓦娜號（Phoenix）7.火星地質(zhì)活動監(jiān)測中，分析不同光譜段反射率差異的主要目的是？A.測量火星與太陽的距離B.監(jiān)測火星大氣電離層變化C.識別不同礦物或地表物質(zhì)D.推算火星表面的風(fēng)速大小8.火星上過去存在大規(guī)模液態(tài)水的主要證據(jù)包括？A.現(xiàn)代活躍的河流與湖泊B.風(fēng)蝕地貌的廣泛分布C.含水礦物（如碳酸鹽、硫酸鹽）的沉積巖D.恒星光譜中氫原子發(fā)射線9.火星地質(zhì)活動監(jiān)測數(shù)據(jù)融合的主要目的是？A.提高數(shù)據(jù)傳輸速率B.整合來自不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)，以獲得更全面、準(zhǔn)確的地質(zhì)信息C.增加數(shù)據(jù)存儲容量D.簡化數(shù)據(jù)處理流程10.目前火星探測任務(wù)中，用于直接測量火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分的“觸地”探測方式主要是？A.軌道遙感B.空氣球漂浮探測C.火星車移動探測D.著陸器/著陸平臺直接測量二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在橫線上）1.火星表面的主要地貌類型包括火山、______、峽谷和極地冰蓋等。2.火星地質(zhì)活動監(jiān)測技術(shù)主要包括地震學(xué)方法、熱紅外探測、______、光學(xué)成像和氣象觀測等。3.火星奧德賽號探測器通過伽馬射線能譜儀和中子能譜儀發(fā)現(xiàn)了火星地表下______存在的證據(jù)。4.火星勘測軌道飛行器（MRO）上的CRISM儀器主要用于獲取高分辨率的______圖像，以識別和繪制火星表面的礦物分布。5.火星地質(zhì)年代單位包括______紀(jì)、諾亞紀(jì)、赫斯珀里紀(jì)和亞馬遜紀(jì)。6.火星上的“季節(jié)性斜坡紋線”（RecurringSlopeLineae,RSL）曾被認(rèn)為可能與______活動有關(guān)。7.利用火星地震數(shù)據(jù)推斷內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，通常采用______方法來分析地震波傳播路徑和速度。8.火星大氣密度稀薄，對地面______探測構(gòu)成了主要挑戰(zhàn)。9.火星地質(zhì)活動監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理流程通常包括數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理、______和結(jié)果解釋等步驟。10.未來火星地質(zhì)活動監(jiān)測任務(wù)可能會更加強調(diào)______探測，以實現(xiàn)更深層次的內(nèi)部結(jié)構(gòu)探查。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用火星軌道器進行地質(zhì)活動監(jiān)測的主要優(yōu)勢和局限性。2.簡述地震學(xué)方法在火星地質(zhì)活動監(jiān)測中的作用和主要應(yīng)用。3.簡述火星水活動留下的主要地質(zhì)證據(jù)類型。4.簡述當(dāng)前火星地質(zhì)活動監(jiān)測面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。四、論述題（10分）結(jié)合具體火星探測任務(wù)或儀器實例，論述如何綜合運用多種監(jiān)測技術(shù)來研究火星的火山活動歷史與現(xiàn)狀。五、分析題（15分）假設(shè)某火星探測器傳回了一批顯示特定區(qū)域地表顏色和形態(tài)隨時間發(fā)生緩慢變化的高分辨率圖像。分析這些變化可能暗示了哪些類型的地質(zhì)活動或非地質(zhì)過程（如風(fēng)蝕、風(fēng)積、水蝕、溫差作用等），并說明你將如何利用該探測器攜帶的其他傳感器（如熱紅外、光譜儀等）來輔助判斷。試卷答案一、選擇題1.C解析：板塊俯沖作用是地球上板塊構(gòu)造的主要機制，但火星缺乏活躍的板塊構(gòu)造，因此不存在持續(xù)的板塊俯沖作用。2.B解析：放射性同位素測年法是地質(zhì)學(xué)中確定巖石和地質(zhì)事件絕對年齡的標(biāo)準(zhǔn)方法，適用于火星等天體。3.C解析：SEIS（超敏地震儀）是InSight著陸器的核心科學(xué)儀器，其設(shè)計目的是精確測量火星內(nèi)部的地震活動，以研究火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分。4.C解析：熱紅外成像儀通過探測地表發(fā)射的紅外輻射來推斷地表溫度及其變化，不同礦物和地表覆蓋物具有不同的熱慣性，因此可用于分析礦物組成。5.C解析：水手谷是火星上巨大的峽谷系統(tǒng)，其規(guī)模遠(yuǎn)超地球上的峽谷，目前主流觀點認(rèn)為它是由于火星內(nèi)部構(gòu)造應(yīng)力拉伸導(dǎo)致地表破裂形成的。6.A解析：火星奧德賽號探測器利用伽馬射線能譜儀和中子能譜儀分析來自火星地表和土壤的伽馬射線和中子信號，成功發(fā)現(xiàn)了地下淺層存在大量水冰的證據(jù)。7.C解析：不同地物對不同波長的電磁波具有選擇性吸收和反射特性，通過分析不同光譜段的反射率差異，可以識別和區(qū)分地表的不同礦物成分和覆蓋類型。8.C解析：火星上現(xiàn)存的含水礦物（如碳酸鹽、硫酸鹽晶體）以及過去可能存在的河流、湖泊、三角洲等地貌證據(jù)，共同表明火星過去存在過大規(guī)模液態(tài)水環(huán)境。9.B解析：數(shù)據(jù)融合技術(shù)旨在將來自不同傳感器、不同平臺、不同時間獲取的關(guān)于同一目標(biāo)或區(qū)域的多源數(shù)據(jù)，進行整合處理，以獲得比單一數(shù)據(jù)源更豐富、更準(zhǔn)確、更全面的信息。10.D解析：InSight著陸器通過其部署在火星表面的科學(xué)儀器（如SEIS地震儀、熱流和熱物性探測器HP3），直接測量火星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、溫度和成分，是典型的“觸地”探測方式。二、填空題1.火山2.雷達(dá)探測3.水冰4.礦物5.紅色6.液態(tài)水7.地震層析成像8.遙感9.分析10.核心或穿透式三、簡答題1.優(yōu)勢：軌道器可以從全局視角觀測火星表面，覆蓋范圍廣，可重復(fù)訪問同一區(qū)域，便于進行時間序列對比分析，獲取高分辨率圖像和多種探測數(shù)據(jù)。局限性：缺乏直接接觸地面的觸感，探測深度有限，無法獲取地表以下直接信息，數(shù)據(jù)精度受軌道高度和大氣干擾影響。2.作用：地震學(xué)方法通過分析火星地震波的傳播特征（如波速、路徑、振幅衰減等），可以推斷火星內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、密度、溫度分布以及整體構(gòu)造狀態(tài)。主要應(yīng)用包括確定火星內(nèi)部是否存在核心層、地幔結(jié)構(gòu)，研究地殼厚度和斷裂帶分布，以及估算火星的地震矩等物理參數(shù)。3.主要證據(jù)類型包括：古河流、古湖泊、三角洲、沖積扇等地貌特征；含有水成礦物（如碳酸鹽、硫酸鹽、粘土礦物）的沉積巖或土壤；層理構(gòu)造或交錯層理結(jié)構(gòu)；以及過去冰川作用留下的遺跡（如冰磧物、冰川侵蝕地貌）等。4.主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括：火星大氣稀薄且不均勻，導(dǎo)致信號衰減和延遲，對遙感探測和通信造成干擾；地表溫度變化劇烈，對熱紅外探測和儀器穩(wěn)定性提出要求；沙塵暴頻繁發(fā)生，會覆蓋地表，影響光學(xué)成像和部分光譜測量；火星表面存在輻射環(huán)境，對電子設(shè)備和探測器壽命構(gòu)成威脅；獲取并返回高精度、大容量數(shù)據(jù)需要高效的數(shù)傳系統(tǒng)。四、論述題綜合運用多種監(jiān)測技術(shù)研究火星火山活動，可以實現(xiàn)從探測、識別、分析到監(jiān)測的全鏈條研究。例如，利用高分辨率光學(xué)相機（如HiRISE）可以識別地表的新生火山錐、熔巖流、火山口等宏觀形態(tài)特征；利用熱紅外成像儀可以探測火山活動期間的地表溫度異常，識別熱源位置和溫度分布；利用光譜儀（如CRISM）可以分析火山巖、熔巖流、火山灰等物質(zhì)成分，幫助區(qū)分不同類型的火山巖和識別火山噴發(fā)物；利用雷達(dá)（如SHARAD）可以探測火山下方熔巖通道、magmachamber（熔巖房）的存在和深度；利用地震儀（如SEIS）可以監(jiān)測火山活動引發(fā)的地震活動，評估火山噴發(fā)的潛在風(fēng)險；利用氣象探測儀器（如MAVEN）可以分析火山噴發(fā)物對火星大氣成分和環(huán)流的影響。通過整合這些來自不同傳感器的數(shù)據(jù)，可以構(gòu)建更全面的火星火山活動圖像，揭示其噴發(fā)歷史、物理過程和演化機制。五、分析題這些地表顏色和形態(tài)的緩慢變化可能暗示了多種地質(zhì)活動或非地質(zhì)過程。如果變化區(qū)域靠近火山構(gòu)造或存在地?zé)峄顒樱赡馨凳居虚g歇性的微量火山噴發(fā)或熱液活動，導(dǎo)致地表物質(zhì)成分或溫度發(fā)生改變。如果區(qū)域存在含水礦物，溫度變化或濕度變化可能導(dǎo)致礦物相變，引起顏色和形態(tài)改變。如果變化與季節(jié)或太陽照射角度變化相關(guān)（如出現(xiàn)類似RSL的斜坡紋線），可能與物理風(fēng)化（如溫差導(dǎo)致的巖石破裂剝落）或過去的水活動有關(guān)。如果變化區(qū)域位于風(fēng)力侵蝕強烈的地區(qū)，可能暗示風(fēng)蝕作用導(dǎo)致地表形態(tài)被不