地球科学概论地球科学问题.docx

1、地球科学概论地球科学问题第一部分*1地球系统包括那些圈层？固体地圈（岩石圈和土壤圈）、水圈、气圈、生物圈和人类五大子系统构成*2地球系统有那些主要的特点？无标度系统、相对稳定性、开放性（封闭系统）、整体性、灾害群发性、受人类影响日趋显著*3人类对宇宙的认识可分为几个基本阶段？各有什么特点？4个。 16世纪前，地心学说（天体测量学、航线、授时、编历）日心学说。哥白尼通过长期观察太阳系各行星与太阳和地球的位置关系，否定了统治一千多年的地心学 17世纪掌握了行星层次天体运动规律：观测：伽里略望远镜、牛顿望远镜(1672,)；理论：伽里略力学体系、开普勒三定律(每一行星以椭圆运动，太阳在一个焦点上；从

2、太阳出发的半径矢量在相同的时间内扫多相同的面积；行星在轨道上运行的时间的平方正比于其长轴的三次方)，发现了天王星和冥王星，精确测量各行星的轨道、各行星卫星的位置和轨道、彗星的位置和轨道；发现了出许多小行星。 20世纪上半叶在恒星层次认识宇宙：宇宙起源理论（三大理论：和恒星演化理论的建立（恒星天文学、恒星物理学、恒星演化理论、恒星光谱学） 20世纪下半叶在星系层次认识宇宙：所有电磁波段的观测：大型的光学望远镜、红外望远镜、射电望远镜（90年代哈勃望远镜的运作），观测尺度达150亿光年（超出银河系！）；观测地点发展到高空（U2飞机）、太空、月亮、宇宙探测器（免受地球的影响）；60年代阿波罗登月计划

3、的实现，90年代火星探险计划的实施人类走出地球，进入太空；理论：提出了许多宇宙模型：大爆炸宇宙模型、稳恒态宇宙模型、等级式宇宙模型）4银河系的结构有什么特点？银河系(1500-2000亿颗恒星+无数的星际物质)：银晕（10104l.y.）-银盘(-8.5104l.y.)核球(1.3104l.y.,厚104l.y.)-银核(103l.y.)；分布不均匀，主要分布在在4条扁长的旋臂上， 4条旋臂围绕银核旋转；太阳围绕银核旋转的速度为250km/s，旋转一周需2.53.0108l.y.-银河年。*5宇宙大爆炸理论里关于基本粒子诞生的时间界限是多少？1秒6宇宙观测实验里氢光谱的红移说明了什么？整个总星

4、系处于膨胀的变化中7请指出稳恒宇宙学说和宇宙大爆炸理论的主要缺陷。稳恒宇宙学说的主要缺陷 整个总星系处于膨胀的变化中在膨胀中，密度要变小，为了保持密度不变，必须有新物质从虚无中不断创生。这违反了许多的普适守恒定律。大爆炸理论的主要缺陷 在大爆炸的10-43秒，宇宙小于其量子波长，由量子不确定性主宰，没有“钟”和“尺子”可以量度，时间和空间不存在了；不能回答大爆炸的起因是什么？大爆炸是否一直进行下去？大爆炸1秒内的物质的性质和行为又是什么？论述题：*1谈谈你对地球系统的认识（1-2）。2请你回顾一下人类对宇宙的认识史（3，6，7）。第二部分1星系的起源理论主要有几个学派？其依据各是什么？*一分为

5、二观点的超密说：宇宙大爆炸向四周抛出大小不同的超密块超密块爆发向四周演化。爆炸中留有超密块残留物，还会再爆炸，因此有超密块爆炸生成星系的作用还未停止。银河系的银核发现强射电源区，是对超密说的支持。 合二为一观点的星云说：大爆炸后宇宙空间充满密度极低的星际气体和尘埃物质，再自引力的作用下这些物质收缩凝聚形成许多大型的星际云，星际云再经过凝聚、加热过程诞生许多恒星，从而形成星系。20世纪已观测到离我们100亿光年的原始星系云，处于电离氢状态，体积与银河系相近，估计为宇宙大爆炸后遗留下的、尚为形成星系的原始星云物质。为星云学说提供了佐证。*可能两种方式都存在。2恒星的是如何产生的？ 弥漫稀薄的气体和

6、星云（尘埃）经过凝聚和加热过程而形成的*3恒星的演化将经历几个主要（时期）过程？4*4试叙述恒星演化不同（时期）过程的主要特点。 *标志恒星幼年期的最主要特征是什么：原始星云中心在引力的作用下收缩，势能转变为热能，温度上升。不发光（原恒星）；中心点燃氢“氢闪”*标志恒星青壮年期的最主要特征是什么：核心部分的氢不断燃烧，温度上升至106K，热核反应开始。热核爆炸的排斥力与自身吸引力平衡，进入稳定的漫长的演化过程*晚年期：恒星中心10%的氢消耗怡尽，核心部分在吸引力的作用下收缩，中心部分密度变大，温度生高108-109K,，外壳膨胀，密度变小。表面温度低，但光度大红巨星或超巨星*衰亡期与超新星爆发

7、：恒星内部热核反应形成铁元素是衰亡期的标志。因为铁的热核反应不但不能放热，而且将大量吸收热量。在巨大的向心吸引力的作用下，恒星的内核向中心猛烈坍塌，释放出巨大的能力，导致恒星外壳爆炸，温度急剧上升数万倍、上亿倍。短暂的爆炸后，余下的恒星质量在顷刻间坍塌收缩为体积极小、密度极高的致密星，密度大于1014g/cm3 (相当于1千万吨/cm3)。5元素合成定理B2FH的主要内容是什么？各种元素和同位素不是在大爆炸一次形成的，而是在恒星热核反应中逐步形成的；恒星内部的热核反应是向重元素方向发展的，温度越高，合成的元素越重*6致密星分为几类，其分类标准是什么？ M不断热辐射降温（几十亿年），直至不辐射可

8、见光黑矮星(最终温度与宇宙的3K相同，死亡了！)。1.4(1.5)MsM2Ms; 中子星（由中子组成的、直径10公里左右、密度1014-1015g/cm3；具有强磁场，高强度辐射脉冲无线电波，10亿年左右死亡） 2-3Ms黑洞。*7试叙述地球圈层的形成过程？原始地球（温度较低，轻重元素浑然一体）-不断吸收太阳星云物质，质量不断增大，核心引力和放射性物质的锐变作用下增温,内部物质熔化，重力分层亲铁元素下沉形成铁镍地核，亲石元素上浮，降温至300K，形成地幔和地壳（原始地壳），更轻的元素通过火山喷发形成原始水圈和原始火山气圈。8利用放射性元素的衰变速率会不会受外界（温度、压力）条件的变化而变化？不

9、会*9构成蛋白质的基本（能量）元素是那些？ C, H, O, N;*10生物与非生物的物质基础是否相同？是*11为什么会有生物与非生物的之分？ 生物与非生物的物质基础是一样的，不存在“有”和“无”的本质的区别。生物仅仅是非生物演化到特地阶段的产物*12构成动物和植物的物质基础有和差别？其演化过程有和差别？不同生命（高低）：物质基础一样，演化阶段一样*13导致不同物种之间差异的根本原因是什么？ 基因中的核糖核酸的排列、顺序或个数上的极小的不同*14真核生物与单细胞原核生物的主要区别在那里？ 单细胞原核生物不需要氧气，细胞核模不分异，不能自己制造食物。 真核生物（喜氧生物）有氧呼吸获取的能量是无氧

10、呼吸的19倍，极大地提高了新陈代谢速度，促使细胞核和细胞质的分化（分异），出现了真核生物。从而出现了有性繁殖和多细胞体型，并出现了动植物的分异。 15厌氧自养原核生物与厌氧自养原核生物的主要区别在那里？ 厌氧易养原核生物（38*108年）；原始大气没有（或很少）氧气，不需要氧气，细胞核模不分异，不能自己制造食物，分解海洋的有机质和硫化物以获取能量，生存于海底。厌氧自养原核生物（20*108年）；细胞核模不分异，但由于食物危机和环境压力，能自己制造食物，能进行光合作用，从而合成有机物。生存于海表，既浮游生物（海生藻类）。易于扩散形成生物圈；而产生大量的游离氧，使原始大气圈转变为氧化大气圈；16人

11、和动物的主要区别是什么？ 人类能有意识地自己制造工具、集体制造工具。17宇宙恒星个数的数量级是多少？至少有500亿个类似银河系的星系，每个星系越有2000亿个恒星18为什么地球文明与其它行星文明未能相遇？地球46亿年，人类历史250万年，近代文明几百年，而宇宙（太阳系）100亿年论述题*请扼要回答生物与非生物、动物和植物的异同点。第三部分1人类与与动物界分离的标志是什么？以制造石器工具，学会用火为标志，与动物界分离2人类社会的发展趋势和特点是什么？ 个阶段的时间越来越短，生产力越来越发达，科技发展越来越快（呈非线性关系）*3地球史分为几个一级地质年代单位？那几个？太古宙：25-46亿年，原始蛋

12、白质和原核生物（细菌和蓝藻）元古宙：5.4-25亿年，低等无脊椎动物和软躯体动物，海生藻类和高级藻类显生宙：（5.4亿年以来）*4显生宙可分为以几个二级地质年代单位？那几个？显生宙可分为：古生代251-540百万年；中生代65-251百 万年；新生代65百万年以来。 *5地球已发生重大生物集群灭绝事件有几次？重大生物集群灭绝（绝种，终极灭绝，没有谱系留下来）事件（7）： 元古宙末（650Ma）、寒武纪末（495）、奥陶纪末（435）、晚盆泥末（365）、二叠纪末（251）（恐龙和晡乳类出现）、三叠纪末（203）和白垩纪末（65）*6恐龙灭绝和灵长类的出现是出现什么地质年代（第三地质单位）？恐龙

13、灭绝和灵长类的出现在白垩纪末（65）7何谓太阳活动？太阳活动指太阳上发生的一系列物理过程的总称8太阳活动的主要现象有那些？太阳活动(solar activity)主要有：黑子、（色球层的）、光斑、谱斑、耀斑、日珥、日冕及日冕层的膨胀（太阳风）等*9何谓太阳常数？其值是多少？在日地平均距离(1496X108km)处的地球大气顶界，垂直于太阳光线的1cm2面积上，每分钟接受的太阳辐射能量称为太阳常数，以热量单位表示为825J/1cm2分。10类地行星、巨行星和远日行星的主要区别（物质结构）在那里？类地行星 离太阳较近、含重元素高、内部存在金属核：水星、金星、地球和火星，具有体积小、质量小、密度大等

14、共同特征。巨行星 由氢、氦氖等轻元素组成。木星和土星 体积巨大，质量大，密度小 远日行星 主要由氮、碳、氧及其氢化物组成，密度介于上述两类行星之间，离太阳远，天王星、海王星、冥王星11太阳系由那些物体组成？太阳系构成：太阳、9大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质。12太阳黑子数的变化是否会导致太阳常数的变化？什么变化关系？ 会，变小*13太阳黑子活动有那几类周期？11.1年周期、22年磁周期、80年周期和数百年一遇的蒙德极小期。论述题：请你从地球物理学的角度谈谈你对太阳的认识（7，8，9，11-13）第四部分*1 天文单位是如何定义的？日地平均距离 1.49*108km*2-6地球

15、较其它行星具备了那些有利于生命演化的条件？为什么地球是人类的唯一家园？ 地球大气圈对生命演化起到什么作用？地球岩石圈对生命演化起到什么作用？地球磁场对生命演化起到什么作用？2-6逃逸速度大小-气圈形成及厚薄；水汽；氧（21%！-生命和光合作用）；臭氧（温室效应和吸收紫外线）；CO2温室效应；b地球磁场（永久偶极磁场），阻挡或捕获来自太阳和宇宙的高能粒子（射线），保护生物界免受宇宙的射线的伤害；c密度（大，有重元素，大量元素（生命过程大量需要的）：Ca, Mg, P, K, S, Na; 微量元素（生命过程需极少，但不可缺少）：Cu, Zn, B, Mn, Mo(钼),Co(钴)，Fe, Al,

16、 Cr(铬)，F, I, Br, Si, Sr(锶)，Ti(钛)，Sn,Ga(镓)；d岩石圈（水、土壤生物，陆地动植物；层圈分异-板快运动物质、能量的交换）7当位于西经90度的美国新墨西哥州的时间是2日下午5点（17点），此时位于东经116度的北京的时间是几时？略8天球坐标的基本假设是什么？其研究对象是什么？假想太阳和和恒星绕地球运动！研究天体的视位置和视运动。将地理坐标系扩展为半径为无穷大的球系（体）9何为黄道？黄极？太阳的视运动轨线为黄道； 用赤经和赤纬 过地心的黄道法线为黄极（黄北极，黄南极）*10何为黄赤交角？它等于几度？黄道面与赤道面的交角（黄赤交角）为2302621.42”;11在

17、天球坐标里是如何确定地平面的？如以观察者为中心，上下线交天球于天顶和天底；垂直该线且过观察者的平面为地平面（因人的位置而异）12 白道和黄道的交角是几度？月亮绕地球的轨线为白道，与黄道交角50913 产生潮汐的原因是什么？地球的月垂点离月球近，所受月球的引力大于地球的平均值，其差值产生了指向月球的引潮力（涨潮）；而地球的反垂点所受月球的引力小于地球的平均值，其差值产生了背向月球的引潮力（也是涨潮）14潮汐摩擦对海洋对流起什么作用？潮汐与潮流与海底、海岸的摩擦（潮汐摩擦）所产生的热是海洋对流的重要能源之一15何为太阳的回归运动？太阳相对于天赤道的上下往复运动，称为太阳的回归运动；所能到达的南北界

18、限为南北回归线。论述题*为什么说地球是人类的唯一家园？ （2-6）第五部分1地球有几种基本运动，那几种？14。2地球穿越银道面运动的平均周期大概是几年？ 6700万; 3 地球随太阳绕银心运动的周期大概为几年？2.9亿;*4 产生地球章动的物理原因是什么？其平均周期是多少？ 地轴晃动，18.61年; *5 产生地球浮动的物理原因是什么？行星摄动*6 地球近日点的进动周期是多少年？2.19万 ; *7米兰科维奇的轨道三参数是什么？ 轨道偏心率、岁差、黄赤交角；*8 地球轨道偏心率的平均周期是多少？ 9.5万，40万；*9 产生岁差的物理原因是什么？其平均周期是多少？地轴发生进动，2.55万； *

19、10 黄赤交角变化的平均周期是多少？4万；11地球昼夜长短、四季变化和气候带的形成是有地球的何种运动所决定的？地球公转；12地球自转速率变化有几种形式？ 长期减慢、地质时期变化、周期变化和不规则变化;13 地球自转对地球生物起什么作用？ 日夜变化（温度、气压、降水、山谷风、海陆风）是光合作用（光反应和暗反应的循环）制造有机物以及人类、动物形成生活习惯（生物钟）的决定性条件； 论述题请谈谈你对地球基本运动的认识。（1-12）第六部分1、被大气吸收的短波辐射占太阳辐射的百分之几？19%1、 被地球下垫面吸收的短波辐射占太阳辐射的百分之几？71%2、 *按温度随高度的变化分，大气的垂直结构可分为几层

20、？其温度分布各有什么特点？大气由对流层（8-18km,随纬度而异；1%的厚度占75%的质量；垂直温度梯度-0.65oC/100m; 温度随高度的增加而减小）、平流层（对流层顶-50km,由于臭氧的吸热，温度随高度的增加而上升,-83oC-3oC）、中层（50-80km, 温度随高度迅速减小，-3113oC;没有水汽，没有云层）、热层（分子氧和原子氧几乎吸收了全部0.17微米的紫外线、分之少无法热传递，温度迅速随高度增加；-113-+1000K；没有明显顶部，上界为250-500km）和外层（热层顶以上、与星际空间过度地带；3、 *对流层大气的特征时间尺度是多少？1个月。4、 *何谓温室效应？

21、阳光下的玻璃房，玻璃房里的物体也辐射能量，但由于温度比太阳低许多，故不是辐射能量较高的可见光，而是能量较低的红外线（辐射）。但红外线不易通过玻璃，5、 *温室气体的必备条件是什么？ 一是对短波辐射透明，以保证地表面在白天吸热；二是对某些长波辐射具有强烈的吸收作用（增温），从而使地球晚上对太空的长波辐射能量的总量减少（地球辐射净收入增加）。晚上不会太冷。6、 *大气里常见的温室气体有哪些？ 常见的温室气体：CO2,水汽H2O,CO, CH4,O3。7、 天文辐射的时空特点有那些？ 天文辐射的特点：空间上：热量分布不均匀，赤道多，极地少；气温随纬度而异，气候带； 时间上：冬小夏大，四季气候8、 *

22、工业前大气里的CO2含量是多少？1970和1993年各又是多少？ 280、325、 357ppm;9、 *平流层臭氧的主要作用有那些？ 1保护人类免受紫外线辐射；2由于是平流层的主要热源，因此决定了平流层的温度结构，从而对大气环流和地球气候起着重要的作用。10、 *为什么平流层的臭氧层很薄？ 臭氧层：20-30km大气里的臭氧浓度最大（太高，紫外线强，几乎全分解为氧原子，没有氧分之；太低，紫外线弱，几乎不分解出氧原子）11、 *南极臭氧洞有什么特点？ 南极臭氧洞：时间上的洞：每年9-10月南极上空大气的臭氧含量急剧下降，形成时间的谷；空间上：一般随纬度增加臭氧增加，但到了南极环极涡旋外达到极大

23、值，而后进入环极涡旋后，总量急剧下降；390-420降到210-290ppm(1979)-1985年降到170ppm。平流层臭氧首先表现出较大的年际波动，也已显示出长期逐步下降的趋势，南极和北极地区在各自的春季都出现了臭氧洞，南极更明显。12、 *有关南极臭氧洞形成机制的理论主要有几种？那几种？ 南极臭氧洞的4种形成机制：太阳活动周期有关；火山活动有关；人类活动有关（卤代烃，如1个氟氯昂光解放出1个氯原子，1个氯原子可以和105个平流层的臭氧反应）；与当地的天气动力学有关：4-9月南极冬天没有太阳，臭氧产生很少；而同时，环极涡旋（环流）使平流层温度极低，破坏了臭氧的形成；而且阻止了极区大气与中

24、低维大气的交换（从而使中低维平流层产生的臭氧不能输送到南极。北极地区的环流涡旋弱、时间短无法阻止极区大气与中低维大气的交换。论述题*请你谈谈你对大气温室效应的认识。（5，6，7，9）*请你谈谈你对臭氧和南极臭氧洞的认识。（10-13）第七部分1、 天气系统的时间尺度和空间尺度分别为多少？ 天气系统尺度：数千千米几百米；数日几个小时或更短。2、 *气团形成的主要条件有那些？ 气团形成的主要条件：一是具有大范围性质比较均匀的下垫面；二是具有有利于空气停滞和缓行的大气环流条件。3、 *什么是锋（面）？其特点有那些？不同性质的两个气团的交界区（与气团的厚度相比，很薄），故成为锋面。特点：很薄，很广，坡

25、度很小（1度），气象要素值变化剧烈。4、 冷锋过境和暖锋过境的天气有何区别？ 冷、干、短雨；- 暖、湿、长雨；5、 *北半球的气旋有那些特点？北半球气旋中心低压的水平气流呈逆时针方向向中心辐合；6、 *北半球的反气旋有那些特点？ 北半球反气旋中心气压高的水平气流呈顺时针方向向外辐散。7、 天气图上的气旋和反气旋的等压线的间距是多少？ 1.5hpa。8、 气旋东移时，其中心南侧的东部和西部的天气有什么不同？ 中心南侧的东部为暖锋天气，中部为暖气团天气，西部为冷锋天气。9、 热带气旋是如何获得巨大的动能？ 水汽潜热的释放。10、 大气基本环流有几圈？那几圈？3圈。低维、中维和高维环流。11、 形成

26、极地高压的基本原因是什么？ 极地冰川是一巨大的冷源使极地上空的低层大气下沉堆积。12、 *形成亚热带高压的基本原因是什么？ 赤道太阳加热空气抬升在对流层上部向南、北中纬度流动。在北半球，随纬度的增加地转偏向力加大，大气右转，至300偏转达900，空气变为由西向动运动与纬向平行，南北向的大气运动受阻，在300下沉，部分下沉气流堆积成为亚热带高压。13、 形成副极地低压的基本原因是什么？ 中纬环流低层北上气流在600附近的副极地地区与北极南下的冷空气相遇，被迫抬升形成了副极地低压区。14、 *江淮地区梅雨的天气条件是什么？ 静止锋或固囚锋15、 *南、北纬3035度地区，由于气流被压向地面，形成“

27、亚热带高压带”。在此带因空气压缩变热，加大容纳水分能力，从而蒸发量大，降雨量少，常可出现沙漠。但我国东部30-35度地区却雨量充沛，为什么？ 喜马拉雅山和青藏高原的阻挡作用，改变了气流运动的结构；大部分地区面临大海，水汽供应充足；南下的冷气团16、 何为季风？东亚季风有什么特点？在一个大的范围地区内，盛行风向或气压系统有明显的季节变化，而且随着风向或气压系统的季节变化，天气气候也发生明显的变化。冬季东亚气流为从内陆向海洋的偏北气流（冬季风，冷、干晴）；夏季东亚气流为从海洋向内陆的偏南气流（夏季风，暖、湿多雨）。论述题1请谈谈你对气团和锋及有关天气演变（冷-暖；晴-雨）的认识（1-4）。2亚热带

28、高压带的气候有什么特点？而在该地区的我国东部气候又有什么特点？为什么？（15）第八部分*1请扼要阐述水的重要性。 地球区别于太阳系其他行星的重要特征；参与地表物质和能量转化；是生命（生物）形成、组成、生存和发展的重要因素；水循环调节气候，净化大气；水与各圈层的相互作用使地球系统的个类运动得以处于周期和相对稳定的状态。2请扼要阐述水圈的构成。 水圈的构成： 海洋、河流、湖泊、沼泽、地下水、冰川和大气水分。*3淡水占全球总水量的百分比是多少？ 淡水只占全球总水量的27*4 江河、湖、土壤和大气圈中的水占淡水总量的百分比是多少？ 淡水中的0.55为江河、湖、土壤和大气圈中的水。5水循环的物理过程是由

29、哪三部分组成？ 水循环的物理过程：通过蒸发、降水（雪）、径流完成全球水分循环。*6何为水量平衡？ 水量平衡：通过水分的循环，地球上的各种水体得以相互沟通、转换，水也得到更新（溶解物的补充、更新），从而使地球上的水处在动态平衡之中，称为水量平衡。7 何为河口？ 河口：指河流与海洋、湖泊、沼泽或另一河流的交汇处*8 影响河流水量的主要因素有几个？那几个？ 影响河流水量的因素：流域面积、流域的形状和流域的海拔高程。 *9水情要素有那几个？ 水情要素：水位、流速、流量、水温、泥沙和河流水化学*10影响洪水的4大因素是什么？ 形成洪水的4大因素：暴雨特性、流域特性、河槽特性、人类活动。 11制约河流的发

30、育和地理分布的主要因素是什么？气候（降水、蒸发、湿度、温度和风）严格制约着河流的发育和地理分布。12雪线是如何定义的？ 年降雪量等于年消融量的界限。13冰川的形成的前提地理条件是什么？前提条件：地理位置高于雪线论述题 请你谈谈你对水和水的重要性的认识。（1-6；第九部分的1-4人口、人类活动对淡水和水平衡的影响）第九部分1、 请简述冰川对自然环境的主要影响。 对气候 冷源强大的高压中心，南极盛行南风和东南风；阻止气旋进入南极大陆降水少b 对水循环 既是水源也是水汇；全球每年消融3000km3，是全世界河流水量的3倍；是江河水量的补给来源对植被 冰川的推进将摧毁植被；冰川退缩，植被和土壤重新发育

31、.2、 *保持动态平衡而且可以直接为人类所利用的淡水总量是多少？人类通过水库控制的淡水总量是多少？上限可供养的人口的总量是多少？ 只有7000km3,水库控制了2000km3;上限可供养人口200-250亿。3、 请简述水的自净能力。 污染物质进入天然水体后，通过一系列的物理、化学和生物过程，将使水中污染物质的浓度降低，这种现象或能力叫做水的自净能力。4、 *何为水污染？ 当水体的污染物质含量超过自净能力，造成水质恶化，破坏了水体的正常功能。5、 为什么海洋对多变的大气起着稳定化的作用？ 因为海洋具有巨大热容量。6、 为了维持地球大气系统高低纬度的能量平衡，必有低纬度向高纬度的热输送。全球平均而言，海洋和大