2025年大学《行星科学》专业题库—— 太空中陨石对行星表面形态的影响.docxVIP

2025年大学《行星科学》专业题库——太空中陨石对行星表面形态的影响

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、

简述陨石的主要类型及其基本成分和来源。

二、

描述陨石撞击过程的几个主要阶段，并说明在哪个阶段能量转换最为剧烈。

三、

撞击坑的形态和大小主要受哪些因素影响？请列举至少四个关键因素并简述其作用。

四、

什么是复合撞击坑？与简单撞击坑相比，其形成需要满足什么条件？请简述其形态特征。

五、

撞击事件除了形成撞击坑，还能对行星内部和全球环境产生哪些主要影响？

六、

简述如何通过统计某行星表面撞击坑的密度来推断该行星的早期bombardment强度？这一方法基于哪些假设？

七、

撞击变质作用与常规的地质变质作用有何主要区别？它通常会产生哪些特殊的矿物或岩石类型？

八、

举例说明溅射沉积物（Ray系统）是如何形成的，并解释其对于理解撞击事件的重要性。

九、

假设你是一名行星科学家，发现某行星上存在大量年轻且形态简单的撞击坑，而古老地壳区域则主要是复合撞击坑和熔融盆地。请分析这可能反映了该行星怎样的演化历史？至少提出两种可能的解释。

十、

论述陨石撞击在地球早期生命起源中可能扮演的角色，并说明支持这一观点的主要证据有哪些。

试卷答案

一、

陨石主要类型包括石质陨石（占绝大多数，主要由硅酸盐矿物组成）、铁质陨石（主要由铁镍金属组成）和石铁质陨石（铁镍金属和硅酸盐矿物混合）。石质陨石又可分为普通球粒陨石、顽辉球粒陨石和特殊球粒陨石等，成分与太阳系形成初期的原始物质相似。铁质陨石和石铁质陨石主要来源于小行星的金属核心或地幔。来源上，大部分陨石来自小行星带，少数来自彗星或行星（如月球、火星）的碎块。

二、

陨石撞击过程主要包括压缩阶段、相变阶段、膨胀阶段和抛射阶段。其中，膨胀阶段（即岩石圈被冲击波压缩并随后猛烈膨胀，形成空腔）是能量转换最为剧烈的阶段，巨大的动能在此转化为热能、冲击波能和抛射物的动能。

三、

撞击坑的形态和大小主要受以下因素影响：1.撞击能量（陨石质量与速度的乘积，能量越高，坑越大）；2.陨石成分（密度和强度，密实坚硬的陨石效率更高）；3.目标物质性质（密度、强度、结构、厚度，松软无序物质易形成宽而浅的坑）；4.行星引力（引力越大，抛射物越难飞离，坑相对更浅、更圆）；5.大气密度（大气会减速陨石，降低撞击能量，并可能产生蒸汽爆炸，改变坑形态）；6.撞击角度（垂直撞击能量最有效，角度越低越平缓）。

四、

复合撞击坑是指撞击速度较高（通常大于7-10km/s）、能量足够大，能够穿透目标物质并引发剧烈空腔膨胀的撞击坑。其形成条件主要是高撞击能量和相对密实的目标物质。形态特征通常包括：直径较大（一般10-15km）、相对较浅、坡度平缓、具有明显的中央峰（由下方地幔物质被上覆岩石圈挤压隆起形成）、以及广泛的溅射沉积物（Ray系统）。

五、

撞击事件除了形成撞击坑，还能对行星内部产生全球性影响，如引发大规模部分熔融形成造岩熔岩层（MeltSheets）或岩浆洋（MagmaOceans），可能导致地幔overturn；产生强烈的冲击波，导致岩石变质甚至相变；形成巨大的地壳裂隙和褶皱。对全球环境的影响包括：产生大量高抛射物形成全球覆盖的溅射沉积物，可能改变大气成分（如注入火山气体或尘埃），剧烈的撞击事件甚至可能剥离行星大气或改变其环流。

六、

七、

撞击变质作用与常规地质变质作用的主要区别在于：1.温压条件通常更高、更极端，且变化速率极快，属于冲击加载而非缓慢的热液或构造加载；2.能量来源主要是瞬时冲击波和高温高压下的塑性变形，而非地热或流体传递。它通常会产生特殊矿物，如冲击石英（具有球粒结构或熔合晶界）、黑曜石玻璃、高密度的陨石矿物（如高密度的铁纹石和镍纹石）以及冲击变晶矿物（如角闪石、辉石发生粒间碎裂和相变）。

八、

溅射沉积物（Ray系统）是由高速撞击产生的抛射物，在离心力作用下向外扩散，最终沉积在撞击坑周围形成的环状或半环状沉积层。其中心对应撞击坑，外缘最宽。对于理解撞击事件的重要性在于：1.可以指示撞击坑的原始直径（外圈宽度）；2.包含了撞击瞬间的目标物质信息；3.Ray系统的分布可以揭示陨石撞击的角度和方向；4.研究Ray系统的成分和厚度有助于了解目标物质的深度和结构。

九、

这种撞击坑分布格局可能反映了该行星的两种主要演化历史：1.该行星在早期经历了一个高强度的bombardment时期，形成了大量年轻、简单的撞击坑。随后，行星进入一个地质活动相对活跃的时期（如板块构造、火山活动、风化侵蚀等），导致古老地表被破坏，形成了复合撞击坑和熔融盆地等大型构造。2.该行星可能处于一个轨道共振带或靠近大型天体（如行星或小行星带），持续受到陨石轰击