2025年大学《行星科学》专业题库- 行星演化与气候变迁分析

2025年大学《行星科学》专业题库——行星演化与气候变迁分析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题后括号内。）1.根据星云假说，太阳系形成的物质主要来源于：A.宇宙大爆炸的残余物质B.一颗附近超新星爆发的冲击波吹散的星际气体和尘埃C.本星系群中其他恒星散落的物质D.原始恒星云内部自身引力不稳定性导致的坍缩2.地球早期大气中主要成分与现代大气显著不同，早期大气中几乎不含自由氧，其主要原因是：A.地球早期温度过高，水分完全蒸发B.原始大气成分直接来源于星云，缺乏氧元素C.无生命活动，无法产生氧气D.原始大气被频繁的小行星和彗星撞击所剥离3.行星发生地质分异的主要驱动力是：A.自转产生的离心力B.大气环流的对流运动C.内部放射性元素衰变产生的热量D.来自太阳的辐射热4.金星地表温度远高于地球，其主要原因是：A.金星比地球离太阳更近B.金星拥有比地球更浓厚、以二氧化碳为主的大气层，强烈的温室效应C.金星自转速度比地球慢，导致表面受热更均匀D.金星地壳更厚，无法进行有效的热量传导5.所谓的“米兰科维奇旋回”主要描述的是：A.行星内部热源随时间的变化规律B.行星大气成分随太阳活动周期的变化C.行星轨道参数（偏心率、倾角、升交点黄经）的长期周期性变化D.行星表面水循环的季节性变化6.与地球相比，火星表面水主要以冰的形式存在，主要原因之一是：A.火星质量小于地球，引力不足以维持厚大气层B.火星距离太阳比地球远，接收到的太阳辐射能少C.火星自转轴倾角较小，导致气候变化不如地球显著D.火星大气主要成分是二氧化碳，对地表温度的保温作用差7.行星磁场对于行星宜居性具有重要意义，其产生的主要机制通常被认为是：A.行星内部放射性元素衰变直接加热大气B.行星快速自转导致的科里奥利力作用C.磁流体动力学（发电机）效应，即液态金属核心的对流运动D.太阳风与行星外大气层的直接碰撞加热8.地质记录显示，地球大气中氧含量显著增加的“大氧化事件”大约发生在：A.地球形成初期B.约前35亿年前C.约前24亿年前D.约前5亿年前9.如果一个系外行星位于其恒星的“宜居带”内，但缺乏全球性磁场，那么该行星：A.肯定无法维持液态水B.可能拥有浓厚大气层并保持地表温度适宜C.地表温度必然高于其恒星的平均表面温度D.一定会遭受频繁的恒星风剥离其大气层10.导致地球气候发生长期变化的重要内部因素包括：A.太阳活动强度的周期性变化B.地球内部放射性元素衰变导致的热量输出变化C.地球轨道参数的长期变化（如米兰科维奇旋回的长期模态）D.小行星撞击事件的发生频率二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上。）1.行星围绕恒星公转的轨道通常呈______状，且大多数行星的轨道平面几乎在同一平面上，这个平面称为______。2.行星内部从外到内一般可分为地壳、地幔和______三个主要圈层。3.导致地球大气成分演变的根本原因是______的演化以及______活动。4.温室效应是指大气层中的某些气体（如二氧化碳、甲烷）能够吸收地表发射的长波辐射，并向空间再次辐射，从而对地表起到______作用的物理过程。5.决定一个行星宜居性的关键因素之一是其是否能维持______圈层中液态水的存在。6.描述地球轨道偏心率变化的长期周期约为______万年，倾角变化的长期周期约为______万年。7.火星大气比地球大气稀薄得多，其主要原因是火星的______和______都远小于地球。8.行星的自转轴倾角（或称轴倾）决定了行星表面的______变化。三、名词解释（每题3分，共15分。请给出简洁、准确的定义。）1.原行星盘2.行星分异3.外强迫（外部强迫）4.水手谷5.地质年代表四、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述行星内核形成的主要过程。2.与地球相比，简述金星气候失控的主要原因。3.解释什么是米兰科维奇旋回，并说明其对地球气候产生了哪些主要影响？4.简述行星磁场对行星宜居性的保护作用。五、论述题（每题10分，共20分。请结合所学知识，深入分析和阐述下列问题。）1.分析说明地球内部热源（如放射性元素衰变）对地球地质活动和气候演化的可能影响。2.选择金星或火星作为案例，分析其与地球在演化路径和气候特征上的主要差异，并探讨这些差异形成的主要原因。试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.B5.C6.A7.C8.B9.A10.B二、填空题1.椭圆，天球赤道面2.地核3.大气，生命活动4.加热5.大气6.100,417.质量，引力8.季节三、名词解释1.原行星盘：围绕年轻恒星旋转的、由气体和尘埃组成的扁平盘状结构，是行星形成的主要场所。2.行星分异：行星在形成早期，由于内部温度高且存在重力，使得密度大的物质（如铁、镍）向中心沉降，密度小的物质（如硅酸盐、水冰）向外部迁移，形成内部圈层结构的过程。3.外强迫（外部强迫）：指来自行星外部环境，能够改变行星辐射收支平衡的因素，如太阳活动变化、小行星/彗星撞击、轨道参数变化（米兰科维奇旋回）等。4.水手谷：火星上最大的火山峡谷系统，是火星地质历史上剧烈板块运动和火山活动的结果，提供了了解火星地质演化的重要信息。5.地质年代表：依据地层学和放射性同位素测年等方法建立的，对地球（或其他天体）地质历史事件按时间顺序的标定系统。四、简答题1.行星内核形成的主要过程：在行星形成早期，由于高温高压，行星内部熔融状态。随着放射性元素衰变等热源逐渐耗尽，行星内部开始冷却收缩，导致内部压力和温度梯度变化。密度较大的铁、镍等金属物质在重力作用下，向行星中心沉降，逐渐聚集形成致密的内核。同时，较轻的硅酸盐物质则向外部迁移，形成地幔。2.与地球相比，金星气候失控的主要原因是：金星拥有极其浓厚的大气层，其主要成分是二氧化碳，浓度远超地球。强烈的温室效应使得大部分太阳辐射被大气层吸收和重新辐射回地表，导致地表温度急剧升高（超过460摄氏度），足以蒸发和维持浓厚的水蒸气，进一步加剧温室效应，形成正反馈循环，最终导致其地表环境极度炎热，大气压力是地球的92倍。3.米兰科维奇旋回是指地球轨道参数（偏心率、倾角、升交点黄经）以特定的、周期性的方式（约100万年、41万年、23万年、19万年等）变化的现象。这些周期性的轨道参数变化导致地球接收到的太阳辐射能发生季节性和年际尺度的波动，进而影响全球气候，形成冰期-间冰期循环等气候周期。4.行星磁场对行星宜居性的保护作用：行星磁场（特别是像地球这样的全球性磁场）能够像磁盾一样，偏转和阻挡来自恒星（如太阳）的高能带电粒子（太阳风）的冲击。这可以保护行星表面和低层大气免受太阳风的持续剥蚀和强烈辐射损伤，维持大气层的相对稳定。稳定的宜居大气是液态水能够存在的必要条件之一。五、论述题1.地球内部热源（如放射性元素衰变）对地球地质活动和气候演化的可能影响：放射性元素（如铀、钍、钾）在地球内部不断衰变，释放出热量，这是地球内部主要的内生热源。这些热量驱动着地球内部的对流运动，是板块构造、地幔对流的主要动力来源。板块运动导致了地震、火山喷发、造山运动等地质活动。同时，地球内部的热量通过地幔对流和地壳传导，向地表散发，对维持地表温度、驱动大气环流和水循环也有一定贡献。此外，早期强烈的放射性衰变可能导致了地球早期的高温状态，并可能参与了早期大气和海洋的形成过程。内部热源的变化也可能影响地球气候系统的长期稳定性。2.选择案例：火星分析火星与地球在演化路径和气候特征上的主要差异及其主要原因：*大气差异：火星大气极其稀薄，总压仅约地球的1%，大气主要成分为二氧化碳（约95%）。地球拥有浓厚、以氮气和氧气为主的大气。主要原因：火星质量小于地球，引力弱，难以长期留住大气；火星早期可能经历过强烈的太阳风和宇宙射线冲击，进一步剥离了大气；火星缺乏全球性磁场保护，无法有效抵御太阳风的剥蚀。*水存在形式差异：火星表面几乎没有液态水，水主要以冰的形式存在于地下和极地冰盖中。地球表面则有大量的液态水。主要原因：火星表面气压低，液态水难以稳定存在（会迅速蒸发或冻结）；火星平均温度远低于地球，整体气候更寒冷；火星轨道更偏心，季节变化更剧烈。*地质活动差异：火星当前地质活动非常不活跃，以风蚀、风积地貌为主，火山活动也多已停止。地球地质活动剧烈，板块构造、火山喷发、地震频繁。主要