2025年大学《自然地理与资源环境》专业题库- 冰岛火山活动及其影响调查

2025年大学《自然地理与资源环境》专业题库——冰岛火山活动及其影响调查考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、简要说明冰岛所处的地质构造单元及其对火山活动频发和类型的主要控制因素。二、对比说明盾状火山和层状火山在形态、结构、喷发方式及产物方面的主要差异，并简述其形成的地质背景。三、冰岛火山喷发产生的火山灰对大气环流、气候短期变化以及航空运输可能产生哪些主要影响？请分别阐述。四、冰下火山活动（如克拉夫拉火山）相较于地表火山活动，在监测和潜在危害方面具有哪些特殊性？冰岛科学家通常采用哪些关键技术手段来监测冰下火山活动？五、火山灰沉降对区域水体（河流、湖泊、水库）可能造成哪些方面的污染或破坏？在火山灾害发生后，恢复受影响水体的环境质量通常面临哪些挑战？六、分析火山活动对冰岛农业生产的潜在有利和不利影响。火山灰在何种条件下可能成为土壤改良剂？又可能在哪些情况下对农业构成严重威胁？七、以埃雅菲亚德拉火山2010年的喷发事件为例，说明火山灰对全球或区域范围交通基础设施（特别是航空业）可以产生哪些连锁反应和广泛影响。八、冰岛地热资源丰富，火山活动与其地热资源的形成密切相关。简述火山活动如何为地热系统提供能量，并列举冰岛利用地热能的几种主要方式及其社会经济意义。九、火山灾害（如熔岩流、火山碎屑流、火山泥流）具有不同的传播速度和影响范围。针对不同类型的火山灾害，当地社区或管理部门应制定哪些差异化的预警信号和疏散策略？十、综合考虑环境、经济和社会等多方面因素，评价冰岛在火山灾害风险管理方面所采取的措施（如监测网络、预警系统、应急预案、保险机制等）的成效与不足，并提出至少三点具有建设性的改进建议。试卷答案一、冰岛位于美洲板块与欧亚板块分离处的大西洋中脊上，并受到从北冰洋板块边缘裂隙溢出的热点（地幔柱）活动的强烈影响。板块的张裂构造为岩浆上涌提供了通道，而地幔柱则提供了巨大的热源和物质来源。这种独特的构造叠加关系，使得冰岛成为全球火山活动最活跃的地区之一，火山类型多样，喷发频率高。二、盾状火山：由流动性高、硅含量低的玄武质熔岩形成，呈宽缓的盾状形态，坡度低；结构上通常具有厚层的熔岩流和有限的火山碎屑岩；喷发方式主要是平静的溢流式喷发；主要产物是玄武岩。形成于板块扩张中心或热点之上，如冰岛的拜亚尔达尔斯冰川覆盖下的盾状火山。层状火山：由流动性低、硅含量高的流纹岩、安山岩等熔岩以及火山碎屑物（火山灰、火山砾、火山弹等）交替堆叠形成，呈高耸的锥状形态，坡度陡峭；结构上具有明显的层理构造；喷发方式可以是溢流式，但更常见的是爆炸式喷发；主要产物是多种岩浆岩和火山碎屑岩。形成于活动性较强的俯冲带或大陆裂谷边缘。差异根源在于形成火山活动的岩浆性质（成分和粘度）以及板块构造环境。三、对大气环流的影响：火山灰颗粒可以悬浮至平流层甚至更高的同温层，形成火山云，影响臭氧层分布，可能增强平流层紫外线辐射；火山灰云的分布和密度会干扰大气的热平衡，可能导致区域性或甚至全球性的短期气温下降。对气候短期变化的影响：大规模火山喷发后，注入大气的硫磺化合物（如SO₂）会转化为硫酸盐气溶胶，反射太阳辐射，导致地表接收的太阳辐射减少，引发“火山冬天”现象，表现为全球平均气温下降、极端天气事件增多等。对航空运输的影响：火山灰颗粒具有磨蚀性，会损坏飞机发动机叶片和传感器；火山灰云中细小的颗粒会干扰飞机的导航系统和通讯设备；火山灰云的能见度低，严重影响飞行安全，导致航班延误、取消或空中管制。四、特殊性：冰下火山活动发生在冰盖之下，难以直接观测，监测难度大；喷发可能直接导致冰盖融化，引发大规模火山泥流（拉哈），具有极高的破坏性和突然性；火山气体可能溶解在融水中形成高压气体，在喷发时可能导致爆炸性的喷发。监测技术：地震监测（检测火山活动引起的微小震动）；地面形变监测（利用GPS、InSAR等技术监测冰川表面或地下结构的变形）；地球物理方法（如大地电磁测深、重力测量、磁法测量，探测地下熔体和热源）；气体监测（通过冰钻或无人机采集冰下或火山口气体样本，分析成分变化）；冰下摄像机和热红外成像（在条件允许时）。五、火山灰对水体的污染或破坏：物理堵塞（火山灰颗粒沉降覆盖河床、湖泊底部，影响水流通畅和底栖生物生存）；化学污染（火山灰中的酸性物质、重金属、盐分等溶解于水中，导致水体酸化、富营养化或毒性增加）；热污染（喷发后的热熔岩或高温气体进入水体）；生物毒性（火山灰覆盖地表后，被植物吸收或进入食物链）。恢复挑战：火山灰覆盖导致土壤板结，改变土壤结构和渗透性，短期内难以支持植物生长；火山灰中的污染物可能长期存在于水体和土壤中，难以彻底清除；大规模的物理清理工程成本高昂，技术难度大；恢复水生生态系统需要较长时间，可能需要多代生物的重新建立。六、有利影响：火山灰颗粒具有多孔结构，可以改善土壤的通气性和排水性；富含多种矿物质和微量元素（如钾、磷、钙、铁等），可以作为天然肥料，提高土壤肥力，尤其适用于酸性土壤；火山灰分解形成的土壤（如冰岛土壤）通常质地疏松，利于耕作。不利影响：新鲜火山灰具有强酸性，直接接触植物根系或施用于土壤可能造成“烧苗”现象，破坏土壤生态；火山灰颗粒细小，吸水性强，可能使土壤过湿，影响植物根系呼吸；火山灰可能覆盖农作物，阻碍光合作用；如果火山灰含水量高，遇热可能发生爆炸性喷发（干灰爆炸）；大规模火山灰沉降可能覆盖农田，导致农作物绝收。七、埃雅菲亚德拉火山2010年喷发对全球及区域交通的影响：航空业受到最直接和广泛的影响，由于火山灰进入平流层干扰航班起降和空中导航，导致欧洲大范围机场关闭，数万航班取消，造成巨大的经济损失和时间延误；火山灰沉降对飞机发动机和机身造成物理损害，威胁飞行安全；海运也可能受到影响，如港口因火山灰淤积或船舶因担心火山灰对引擎造成损害而停航；公路和铁路交通可能因火山灰覆盖或火山泥流、熔岩流阻塞而中断。八、火山活动为地热系统提供能量：火山喷发和岩浆活动带来的高温直接加热了下方的地下水，形成高温热液系统；火山活动引起的地壳断裂和裂隙为热水的循环和上升提供了通道；火山灰和碎屑物堆积形成的多孔介质可以作为天然的储热层和含水层。冰岛利用地热能的方式及其意义：地热供暖（利用蒸汽或热水直接供暖，或通过热交换器供暖，覆盖全国大部分城镇，节约了化石燃料，减少了空气污染）；发电（利用高压蒸汽驱动涡轮机发电，地热发电是冰岛重要的电力来源，使其成为能源自给自足的典范）；温泉旅游（冰岛拥有丰富的温泉资源，发展温泉疗养和旅游产业，是重要的经济支柱）；农业（利用地热温室种植农作物，或利用温泉水养殖鱼类等）；工业（利用地热干燥木材、造纸、鱼类加工等）。九、针对不同类型火山灾害的预警信号和疏散策略：熔岩流：预警信号通常基于火山震动监测、地表形变监测和直接观测；疏散策略主要是将人口从熔岩流预计流动路径两侧的区域内迁移出去，建立临时或永久性避难所。由于熔岩流速度通常较慢（几米到几公里每小时），给予了一定的预警时间。火山碎屑流：预警信号依赖于对爆炸性喷发的监测、火山灰云的追踪和气象预报；疏散策略是迅速将下游方向（火山口与人口中心相反方向）的居民转移到高地或预定的避难区，因为火山碎屑流速度快（可达数百公里每小时），毁灭力极强，难以有效阻挡。火山泥流（拉哈）：预警信号可能来自冰下火山活动的监测、地震活动、冰川前缘的异常变形以及洪水迹象；疏散策略是立即疏散火山口下方、河流下游以及低洼易涝地区（泥流通常沿河谷流动）的居民，撤离路线应避开河谷，向高地转移。由于泥流速度快、含水量高、破坏力巨大，需要极其迅速的响应。十、冰岛火山灾害风险管理成效：建立了较为完善和先进的火山监测网络系统（如IVIA火山监测中心），能够实时监测火山活动迹象；制定了详细的火山灾害应急预案，明确了不同级别火山喷发的响应措施和疏散路线；建立了有效的火山预警系统，能够及时向公众和航空业发布预警信息；通过保险机制分散火山灾害造成的经济损失；国民普遍具有较高的防灾意识和参与度。不足之处：对于极端大型喷发（如卡特拉火山）的长期影响评估和风险管理仍有提升空间；火山灰对航空业的长期影响评估和应对机制有待完善；部分偏远地区居民的疏散能力有限；如何更好地平衡火山观测研究与保护航空安全之间的利益冲突。改进建议：1.加强对冰下