2025年大学《海洋科学》专业题库及答案

2025年大学《海洋科学》专业题库及答案一、绪论与海洋学发展史1.（单选）1957—1958年国际地球物理年（IGY）期间，首次在全球尺度上系统布放深海浮标的国家联合项目组代号是A.ProjectMohole B.ProjectMagnet C.ProjectNansen D.ProjectCabot答案：B2.（单选）下列哪一艘调查船首次利用回声测深仪发现了大西洋中脊中央裂谷？A.HMSChallenger B.RVAtlantis C.RVVema D.HMSBeagle答案：B3.（多选）“海洋学”一词最早在学术语境中被正式使用，与下列哪些人物直接相关？A.JohnMurray B.FridtjofNansen C.CharlesWyvilleThomson D.MatthewFontaineMaury答案：A、C4.（判断）“挑战者号远征”采集的底栖生物标本数量超过4000种，其中深海巨型单细胞有孔虫的发现首次证明深海存在生命。（）答案：正确5.（简答）概述“板块构造理论”对现代海洋地质学的三点革命性贡献，并各举一项观测证据。答案：（1）海底扩张：洋中脊对称条带状地磁异常；（2）俯冲带概念：海沟—岛弧—弧后盆地体系重力异常与震源机制；（3）转换断层：全球断裂带地震走滑机制与洋底地形错位。6.（论述）结合史料，论证“海洋科学”为何在二战后进入“大科学”时代，要求从国家需求、技术平台、学科交叉三方面展开，字数≥200。答案：国家需求层面，冷战背景下美苏潜艇隐蔽与反潜作战急需精确海底地形、声传播模型；技术平台层面，大型调查船、深海钻探、卫星遥感、电子计算机使全球同步观测成为可能；学科交叉层面，地球物理、化学、生物、大气与信息科学在同一航次中协同采样，形成“航次—数据库—模型”链条，科研经费规模与人员团队数量级跃升，遂进入大科学时代。二、海底地形与板块构造7.（单选）马里亚纳海沟“挑战者深渊”最新测深值为10929±7m，该数据获取手段为A.船载多波束 B.潜标压力传感器 C.载人深潜器声呐高度计 D.自动深潜器（AUV）合成孔束声呐答案：D8.（计算）已知太平洋板块在夏威夷热点处的绝对运动速率为10.2cm/a，方向N35°W，求10Ma后夏威夷岛链理论延伸长度，并换算为千米。答案：10.2cm/a×10×10⁶a=102km。9.（读图）下图为某船载多波束沿东经160°断面获得的bathymetry，横轴距离0—120km，纵轴深度0—6000m，在距起点70km处出现对称抬升，最大抬升幅1800m，宽度24km，判断该地形最可能为A.海山 B.俯冲外隆 C.洋中脊轴部 D.火山岛弧答案：C10.（多选）下列关于“俯冲带增生楔”描述正确的是A.由刮削的深海沉积物与洋壳碎片组成 B.内部发育逆冲断层与褶皱 C.热流值普遍高于周边海沟坡折 D.地震反射剖面中常出现“底冲断层”答案：A、B、D11.（简答）解释“洋壳三联点”概念，并写出全球现存唯一活跃的三联点名称及其坐标（精确到整数度）。答案：洋壳三联点是由三条扩张脊或转换断层交汇的构造节点；现存活化三联点为“亚速尔三联点”，约38°N，28°W。12.（材料综合）阅读：IODP368航次在南海北部陆缘钻探发现，破裂型大陆边缘在减薄陆壳上覆始新世石灰岩，其底辟构造被后期岩浆侵入。问题：结合板块拉伸模型，分析为何该发现支持“岩浆型破裂边缘”而非“纯剪切模式”，需引用两种地球物理证据。答案：岩浆型破裂边缘在拉伸后期出现高速地震层（Vp>7.2km/s）指示下部镁铁质侵入，而纯剪切模型预测地幔上涌有限；磁异常条带呈线性高振幅，指示洋壳初始扩张时即伴随强烈玄武质喷发，与IODP岩芯中辉绿岩脉年龄一致。三、海水物理性质13.（单选）现场CTD测得某站温度2.31°C，盐度34.87，压力3200dbar，查表得位密σ₄为A.46.02 B.46.08 C.46.14 D.46.20答案：B14.（计算）已知海面蒸发潜热通量Qe=120Wm⁻²，空气密度1.2kgm⁻³，汽化潜热2.5×10⁶Jkg⁻¹，求对应日蒸发量（mmd⁻¹）。答案：Qe=ρLE⇒E=Qe/(ρL)=120/(1.2×2.5×10⁶)=4.0×10⁻⁵kgm⁻²s⁻¹=3.46mmd⁻¹。15.（多选）下列过程会导致海水位温降低的是A.绝热下沉 B.与冰架底部融化水混合 C.高纬冬季对流 D.热带气旋过境答案：B、C16.（判断）根据UNESCO1980算法，当盐度<2gkg⁻¹时，海水密度计算需切换至淡水多项式，否则相对误差可>0.5kgm⁻³。（）答案：正确17.（简答）说明“位温”与“现场温度”差异的物理本质，并指出深海观测中忽略该差异会给热盐环流估算带来多大系统误差（给出量级）。答案：位温剔除绝热压缩效应，现场温度随压力增加而升高；深海4000m处差异约0.7°C，若忽略，热膨胀系数α对应密度误差约0.1kgm⁻³，对热盐环流地转流速估算系统误差达0.05ms⁻¹量级。18.（实验设计）设计一个船载实验，利用微结构剖面仪（VMP200）验证“双扩散阶梯”对盐指通量的贡献，要求写出关键步骤、控制变量与数据处理方法。答案：步骤：①选择加勒比海热带北太平洋盐指活跃区；②下放VMP200，采样频率512Hz，同步下放CTD获取TS剖面；③在阶梯界面上下各取5m数据段，计算耗散率ε与温度梯度；控制：避开内波活跃时段，选择潮周期最小流<0.05ms⁻¹；数据处理：利用OsbornCox关系计算热通量，结合Turner角判定双扩散类型，阶梯通量与Lawson参数化模型对比。四、海洋化学19.（单选）下列离子中，对海水总碱度（TA）贡献排序正确的是A.HCO₃⁻>CO₃²⁻>B(OH)₄⁻>OH⁻ B.CO₃²⁻>HCO₃⁻>B(OH)₄⁻>OH⁻ C.HCO₃⁻>CO₃²⁻>OH⁻>B(OH)₄⁻ D.CO₃²⁻>OH⁻>HCO₃⁻>B(OH)₄⁻答案：A20.（计算）已知某海域表层TA=2300μmolkg⁻¹，DIC=2000μmolkg⁻¹，温度25°C，盐度35，利用CO2SYS计算pCO₂，结果保留整数（μatm）。答案：≈412μatm。21.（多选）下列过程会导致海水溶解氧（DO）最小带（OMZ）增强的是A.沿岸上升流增强 B.北太平洋中层水形成速率下降 C.浮游植物群落向小型化转变 D.陆源铁输入增加答案：A、B、C22.（判断）在厌氧条件下，硫酸盐还原菌优先利用¹⁴SO₄²⁻，导致剩余硫酸根δ³⁴S值升高。（）答案：错误（应为降低，因轻同位素优先进入H₂S）。23.（简答）阐述“海洋酸化”对文石饱和度的影响机制，并给出热带珊瑚礁生态系统的临界Ωarag阈值。答案：CO₂增加→碳酸解离平衡右移→CO₃²⁻减少，Ωarag=[Ca²⁺][CO₃²⁻]/Ksp；临界Ωarag≈3.0，低于此值珊瑚净钙化率<0。24.（综合）阅读：2023年“海洋负排放”国际试点在福建近海投放橄榄石粉1万吨，监测显示TA升高45μmolkg⁻¹，DIC下降22μmolkg⁻¹。问题：计算该过程理论上可固定CO₂的摩尔量（以每吨橄榄石计），并评估其相对于理论最大效率的百分比（橄榄石分子式Mg₁.₈Fe₀.₂SiO₄，分子量140.7gmol⁻¹，假设完全溶解）。答案：每吨橄榄石=10⁶/140.7=7106mol；每mol橄榄石消耗4molCO₂，理论固碳28424mol；实测TA升高对应净消耗CO₂=45/2=22.5μmolkg⁻¹，乘以混合层厚度30m，面积1km²，体积3×10⁷m³，总消耗675mol；试点面积0.5km²，总消耗337.5mol。相对于7106mol橄榄石，效率仅4.7%，表明溶解速率与水体接触时间是限制因子。五、海洋生物学与生态25.（单选）下列浮游植物类群中，对硅酸需求最低的是A.硅藻 B.甲藻 C.蓝藻 D.针藻答案：B26.（计算）某海域初级生产力（PP）以¹⁴C法测得为1.2gCm⁻²d⁻¹，假设Redfield比C:N=106:16，求对应氮需求（mmolNm⁻²d⁻¹）。答案：1.2gC=100mmolC，N=100×16/106=15.1mmolN。27.（多选）下列属于“生物碳泵”过程的是A.浮游动物粪便颗粒沉降 B.溶解有机碳（DOC）垂直扩散 C.鲸落碳汇 D.海草床颗粒碳埋藏答案：A、B、C28.（判断）深海巨型阿米巴（Xenophyophores）因其细胞直径可达10cm，故真核生物细胞表面积/体积比限制理论对其不适用。（）答案：错误（仍受扩散限制，但可通过多核及外骨骼褶皱缓解）。29.（简答）解释“微生物环”对经典食物链的能流补偿机制，并给出定量比例。答案：微生物环将DOC重新引入颗粒食物网，使初级生产力利用率提高15—30%，在寡营养海域可补偿经典链30—50%的能量损失。30.（实验设计）设计eDNA宏条形码实验监测中华白海豚分布，要求写出采样体积、引物选择、生物信息流程与假阳性控制。答案：采样：沿河口—近海断面，每5km取水样2L，经0.22μm滤膜；引物：12SrRNAteleoF/R，扩增子170bp；流程：QIIME2去噪，特征表阈值0.1%，比对NCBI12S库，置信度>97%；控制：现场空白、试剂空白、交叉阴性，序列数>5判为阳性，空间自相关Moran’sI检验。六、海洋沉积与古海洋学31.（单选）下列沉积物类型中，230Thxs归一化累积速率最高的是A.赤道太平洋放射虫软泥 B.南极陆缘冰海沉积 C.北太平洋红黏土 D.阿拉伯海碳酸盐ooze答案：B32.（计算）某柱状样顶部0—1cm层位有孔虫U238含量3.2dpmg⁻¹，230Th为24.5dpmg⁻¹，假设230Thxs=230Th−U238×(λ230/λ238)，求230Thxs（dpmg⁻¹）。答案：λ230/λ238=1.556×10⁻¹⁰/2.835×10⁻⁶=5.49×10⁻⁵，230Thxs=24.5−3.2×5.49×10⁻⁵≈24.5dpmg⁻¹。33.（多选）下列代用指标可用于重建古海水pH的是A.硼同位素δ¹¹B B.有孔虫B/Ca C.颗石藻δ¹³C D.腕足类壳体Sr/Ca答案：A、B34.（判断）在缺氧环境下，沉积物中锰（Mn）会以MnO₂形式富集。（）答案：错误（还原态Mn²⁺溶解，MnO₂被还原）。35.（简答）说明“碳酸盐补偿深度（CCD）”与“溶跃面”差异，并给出现代太平洋典型深度。答案：溶跃面为碳酸盐开始显著溶解的深度，约3.0—3.5km；CCD为碳酸盐保存率<10%的深度，现代太平洋约4.2—4.5km。36.（综合）阅读：南海IODPU1505站位岩芯发现，早更新世0.9Ma处出现碳酸盐含量骤降（<5%），同时δ¹³C负偏1.2‰，δ¹⁸O正偏0.4‰，C37长链烯酮含量升高。问题：综合指标解释该事件的古海洋学意义，并指出可能触发机制。答案：碳酸盐骤降与δ¹³C负偏指示深层水通风减弱，有机质富集保存；δ¹⁸O正偏反映冰量增长或表层盐度升高；长链烯酮升高指示营养盐供给增强，硅藻生产力替代钙质浮游植物。触发机制可能为北极冰盖扩张导致西太平洋深层水形成减弱，同时巽他陆架暴露，风尘铁输入增加，促进硅质生物繁盛。七、海洋环流与动力过程37.（单选）利用Sverdrup平衡估算北太平洋副热带逆流（STCC）输运，若风应力旋度−1.5×10⁻⁷Nm⁻³，纬度20°N，β=2.3×10⁻¹¹m⁻¹s⁻¹，密度1025kgm⁻³，求输运（Sv）。答案：M=curlτ/(βρ)=1.5×10⁻⁷/(2.3×10⁻¹¹×1025)=6.4Sv。38.（计算）某站地转流流速在0—1000m层剪切为0.12ms⁻¹，利用热成风关系，若科氏参数f=7.3×10⁻⁵s⁻¹，求等密度面相对1000m的倾斜角（°）。答案：tanθ=(∂v/∂z)/g×f/g=0.12/1000×7.3×10⁻⁵/9.81=5.9×10⁻⁷，θ≈0.000034°。39.（多选）下列因素会增强厄尔尼ino事件振幅的是A.西太平洋纬向风异常增强 B.南太平洋辐合带南移 C.温跃层东浅西深梯度加大 D.背景贸易风增强答案：A、C40.（判断）根据位涡守恒，当洋流跨越海山时，其相对涡度必然减小。（）答案：错误（取决于流向与地形梯度，可能增加或减小）。41.（简答）阐述“罗斯贝波西传”机制，并给出第一斜压模态在15°N的相速度表达式及数值（取g′=0.02ms⁻²，H=500m）。答案：c=−βR²，R=(g′H)¹ᐟ²/f=31km，β=2.1×10⁻¹¹m⁻¹s⁻¹，c≈−0.02ms⁻¹。42.（数值模拟）给定矩形海域1000km×1000km，分辨率10km，采用ROMS模型，时间步长300s，若外模态Courant数要求<0.8，求最大允许外模态时间步长（s），并评估是否满足。答案：外波速√(gH)=70ms⁻¹，Δt_max=0.8×10×10³/70=114s，原300s超限，需子循环或降步长。八、海气相互作用与气候43.（单选）MaddenJulianOscillation（MJO）对流中心在印度洋活跃期，西