2025年大学《行星科学》专业题库- 行星地表水文地形形态

2025年大学《行星科学》专业题库——行星地表水文地形形态考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题4分，共20分）1.流体循环2.V型谷3.冰碛丘4.沙丘5.构造地貌二、填空题（每题2分，共20分）1.行星表面的主要水体类型包括______、______、______以及特定行星上的______等。2.河流地貌通常发育在______能提供足够水力和侵蚀能力的区域。火星上著名的______是水力侵蚀的强烈证据。3.与地球冰川相比，木卫二（欧罗巴）上的“冰”主要成分是______，其冰川运动主要受______驱动。4.风成地貌中的______是风将细颗粒物质顺风方向沉积形成的典型地貌。5.地球上海洋盆地的形成主要与______板块构造活动有关。6.土卫二（恩克拉多斯）上观察到的羽流物质主要是______，其喷发被认为与______活动密切相关。7.行星地表的温差侵蚀主要利用了水或冰的______相变过程以及由此产生的______应力。8.不同行星上河流的形态（如坡度、宽度）显著不同，这主要受______、______和______等因素的综合控制。9.通过分析不同行星地表的______和______，可以推断其过去或现存的地表流体活动历史。10.火山活动不仅能形成______、______等构造地貌，其伴生的______活动也能塑造独特的火山口周边地形。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述火星上识别过去河流存在的关键地貌证据。2.比较水力侵蚀和风力侵蚀在塑造地表形态方面的主要异同。3.简要说明冰川侵蚀和冰碛作用如何共同塑造山谷地貌。4.解释什么是“间歇泉”（Geyser），并简述其形成所需的条件（可联系土卫二等例子）。5.为什么说对比地球与其他行星（如火星、木卫二）的地表形态对于理解行星演化和地表过程至关重要？四、论述题（每题15分，共30分）1.详细阐述构造运动（如裂谷、抬升）如何影响一个地区的水文过程（如河流侵蚀、盆地积水）和地貌演化。2.以你熟悉的两个不同行星或卫星（例如，地球与火星，或木卫二与土卫六）为例，选择两种不同的地表地貌（如河流地貌和风成地貌），比较它们在形态、规模、形成过程及影响因素上的主要异同点。试卷答案一、名词解释1.流体循环：指行星表面及近地表流体（如水、冰、甲烷、氨等）在重力、温度、气压等因素驱动下，通过蒸发、升华、冷凝、降水、径流、渗透、地下流等环节进行迁移和转化的过程循环。**解析思路：*考察对行星水文循环基本概念的理解。需包含驱动力、参与物质、主要环节和循环特征。2.V型谷：指主要由流水侵蚀作用在可侵蚀性地表切割形成的，两侧坡度陡峭、形态呈“V”字形的峡谷。**解析思路：*考察对典型河流侵蚀地貌特征的认识。需明确其形态特征（V形）和主要成因（流水侵蚀）。3.冰碛丘：指由冰川活动搬运、堆积的冰碛物（包含岩屑、砂砾等）在冰退后经压实、重结晶作用形成的丘状地貌。**解析思路：*考察对冰川沉积地貌特征的认识。需明确其成因（冰碛物堆积）和形态（丘状）。4.沙丘：指主要由风搬运和沉积的沙粒形成的、具有特定几何形态（如金字塔形、新月形等）的丘状或垄状地貌。**解析思路：*考察对风成地貌特征的认识。需明确其成因（风成）、物质（沙粒）和基本形态。5.构造地貌：指由行星内部的构造运动（如板块运动、裂谷形成、火山活动、褶皱隆起等）直接造成的地表形态。**解析思路：*考察对构造作用在地貌塑造中角色的理解。需明确其成因（构造运动）和涵盖范围（包括火山、裂谷等）。二、填空题1.海洋，湖泊，河流，液态甲烷/氨**解析思路：*考察对不同行星表面常见水体类型的掌握。地球常见的水体，以及适应不同温度条件的流体。2.水力，水手谷（VallesMarineris）**解析思路：*考察河流地貌的形成条件和火星典型实例。水是侵蚀的主要动力，水手谷是火星上最大、最著名的峡谷系统。3.液态水（或水冰），tidalforces(潮汐力)**解析思路：*考察木卫二特殊环境和冰川性质。其“冰”在低温度下呈固态但能流动，动力主要来自木星的潮汐引力。4.dunes(沙丘)**解析思路：*考察风成地貌的典型形态。沙丘是风沉积作用最直观的产物。5.海洋，板块**解析思路：*考察地球主要海洋盆地的成因。与海底扩张（板块张裂）和俯冲（板块俯冲）等板块构造活动密切相关。6.waterice(水冰)，cryovolcanism(冰火山活动)**解析思路：*考察土卫二羽流的物质来源和形成机制。羽流主要由水冰颗粒组成，其喷发是冰火山活动的结果。7.melting(熔化)，thermal(热)**解析思路：*考察温差侵蚀的物理机制。冰的相变（熔化吸热、凝固放热）导致体积变化，产生应力。8.gravity(重力)，erosionrate(侵蚀速率)，climate(气候)**解析思路：*考察影响行星河流形态的关键因素。重力决定水流能量，侵蚀速率影响下切和侧蚀能力，气候影响水汽输入和侵蚀强度。9.landforms(地貌特征)，processes(地质过程/地表过程)**解析思路：*考察通过地表特征推断历史的思路。地貌是过程的记录，分析地貌可反推形成它的过程和环境。10.volcaniccones(火山锥)，calderas(破火山口)，hydrothermalactivity(热液活动)**解析思路：*考察火山活动形成的多种地貌。火山锥是喷发物堆积，破火山口是火山口陷落，热液活动常与破火山口相关。三、简答题1.火星上识别过去河流存在的关键地貌证据包括：具有明确流路痕迹的峡谷（如V型谷、槽沟）、河床沉积物形成的平坦地面或沙丘、河漫滩沉积、三角洲或类似三角洲的沉积扇形态、以及沉积物中可能发现的古代水生生物化石或痕迹（尽管后者难度极大）。这些证据共同表明过去存在持续足够长时间和流量的液态水流。**解析思路：*要求列举识别火星古河流地貌的多个证据类型，涵盖形态、沉积特征等，并说明其指向性。2.水力侵蚀和风力侵蚀的相同点在于都是通过流体的动能来搬运和改造地表物质，都能形成典型的地貌形态（如沟壑、沙丘等）。不同点主要在于：驱动力不同（水力依赖重力、水量、坡度；风力依赖风速、空气密度、沙源），搬运的物质不同（水力可搬运泥沙石块等较重物质，风力主要搬运细小沙尘），侵蚀能力不同（通常水力侵蚀能力更强，能切割深谷），以及形成的地貌形态和规模也常有显著差异（如河流地貌通常更宏大、切割更深，风成地貌多在干旱、风力强劲地区，形态相对简洁）。**解析思路：*要求对比两类侵蚀作用的驱动、物质、能力、地貌等关键要素，突出异同。3.冰川侵蚀通过冰体的巨大重量和压力以及其中嵌夹的石块对基岩进行磨蚀（plucking和abrasion），雕刻出U型谷、冰斗、角峰等特殊地貌。冰碛作用则是指冰川搬运、堆积冰碛物（till）的过程，这些冰碛物在冰退后形成冰碛丘、冰碛平原、蛇形丘等地貌。冰川侵蚀和冰碛作用常常相伴发生，共同塑造山谷的整体形态，例如，冰川先侵蚀出V型谷，后被冰川充填，冰退后留下冰碛地貌。**解析思路：*要求分别说明冰川侵蚀和冰碛作用的机制和典型地貌，并阐述两者如何共同作用塑造地貌。4.间歇泉是一种特殊的喷泉，其特征是在间歇性、周期性地喷发热水、热汽、甚至熔岩或火山碎屑。其形成需要满足几个关键条件：首先，必须有丰富的地下热源（如靠近火山活动区或地壳薄处）；其次，必须有充足的水源补给（通常来自降水入渗或相邻水体）；再次，地下必须存在能够储存水和压力的封闭或半封闭系统；最后，地表需要有薄弱点或通道允许流体喷发。土卫二上的间歇泉（羽流）是液态水在高压下通过裂缝喷出的结果，其形成与冰壳下的海洋、剧烈的火山活动（cryovolcanism）以及冰壳的裂缝系统密切相关。**解析思路：*要求解释间歇泉的定义和特征，并系统阐述其形成所需的水文地质条件，可结合具体例子（如土卫二）补充。5.对比地球与其他行星（如火星、木卫二）的地表形态至关重要，因为：第一，这有助于揭示不同行星形成和演化的历史路径，例如对比地球和火星的河流、湖泊遗迹，可以推断两者早期宜居环境的差异；第二，通过对比可以了解行星表面的物理化学条件（如温度、压力、重力、大气成分、液态物质种类）的巨大差异；第三，识别不同行星上相似的地貌特征（如火山、峡谷）可以推断可能存在的相似地质过程，而不同之处则揭示了驱动过程的根本区别；第四，这种对比是发展普适性行星地表过程理论和地貌学模式的基础，有助于我们理解更广泛的天体（包括系外行星）的潜在宜居性。**解析思路：*要求从揭示演化历史、了解行星条件、检验理论、指导未来探索等多个角度论证对比的重要性。四、论述题1.构造运动对行星地表水文过程和地貌演化的影响是多方面且深远的。首先，地壳的抬升或沉降直接改变了区域的地形高差和坡度。抬升会形成新的分水岭，改变河流的源头和流向，增加上游侵蚀速率，形成更深的峡谷；同时，抬升区也可能成为新的降水区，增加汇水面积和流量。例如，落基山脉的抬升极大地塑造了北美西部的水系格局。其次，裂谷的形成和扩张会降低地壳，产生陡峭的谷底，引导流体沿谷底流动，形成地暂湖或引导河流向扩张中心汇聚。东非大裂谷就控制了该区域的水系和湖泊分布。再次，断层活动引起的地表错动会改变河谷的形态和走向，甚至造成河流的改道。此外，构造活动常常伴随着火山活动，火山喷发物形成的障碍物或新高地也会改变水流路径和侵蚀模式。因此，构造运动不仅直接塑造了山脉、谷地、裂谷等宏观地貌，更是控制区域水文系统格局和演化的重要驱动力，水文过程则反作用于构造地貌，使其进一步复杂化。**解析思路：*要求详细阐述构造运动（抬升、沉降、裂谷、断层、火山）如何从地形、水系格局、流向、侵蚀/沉积等多个方面影响水文过程和地貌演化，需结合实例或机制说明其作用方式和效果。2.选取地球（火星）与木卫二（欧罗巴）进行比较：*河流地貌：*地球：河流系统发达，网络复杂，从源头到河口形态多样（瀑布、峡谷、冲积平原、三角洲）。受水力侵蚀主导，受气候（降水、蒸发）、重力、地质（岩性、构造）综合控制。河流通常较宽，深度适中，切割深度受限于流体的侵蚀能力。*火星：河流地貌证据（如水手谷、阿卡迪亚平原的河道网）表明过去存在大规模液态水流，但河流通常更窄深，形态更受限于低重力（侵蚀能力强，易侧蚀）。缺乏地球那样的宽大冲积平原和三角洲，表明水流能量或持续时间有限。现代火星河流活动几近停止。*风成地貌：*地球：主要分布在干旱、半干旱地区，形态多样（沙丘、沙垄、沙漠平原）。受风速、沙源、水分条件控制。沙丘形态受风向单一或复合影响，规模相对有限。*木卫二（欧罗巴）：表面大部分被冰覆盖，但观测到广泛的沙丘场，表明存在持续的风力作用。这些沙丘由细小的冰颗粒或冰/尘埃混合物组成，在低重力下可能形成比地球更大的沙丘结构。其风力作用可能与冰壳裂缝释放的气体或尘埃有关，反映了其独特的寒冷、干燥（相对）和低重力环境。*比较总结：地球和火星的河流地貌在形态、规模、活动性上存在显著差