2017-12-26 11:30:00 | 来源:网络及考生回忆
一、注意事项
一、本科目满分150分,时限120分钟。
二、请在本科目答题卡的指定位置按要求填写(涂)姓名和准考证号。
三、请按要求用2B铅笔、黑色墨水笔在答题卡的指定区域内作答,超出答题区域的,作答无效。在题本上作答无效。
四、所有题目一律使用现代汉语作答,未按要求作答的,不得分。
五、监考人员宣布考试结束时,考生应立即停止答题,将题本、答题卡和草稿纸整理好放在桌面上,待监考人员清点无误后,方可离开。
严谨折叠答题卡!
二、给定材料
材料1
地球46亿年历史中的重大极寒,莫过于元古代的那次“雪球事件”。雪球事件发生在距今7亿年前,全球冰川突如其来地尘封了一切,先是从两级开始,冰川逐渐向低纬度进军,直至把热带的暖风与浪花全部凝固在肃杀的极寒中。雪球事件来去匆匆,在古代末期留下印记后,便马上消失在一如既往的温暖中。
人们究竟是靠什么线索,断言出当时的地球就是这么一个宇宙级的大雪球呢?靠岩石,只有岩石的残片,是唯一能够穿越时空,将尘封往事保留至今的星球遗迹。
岩石中的沉积岩(由地表沉积物压实固结而形成的岩类)是反映当时地表环境的直观快照。一层层的沉积岩构成地层,一套套地层又构成大陆表面直接披覆的“外皮”。所谓大陆,不外乎是蓝藻中一座座庞大的“移动方舟”,它们会漂移、会裂解,也会在偶然的时段,合众为一。科学家们有一套完善的方法,揭示大陆上的每一块沉积岩形成于何时、何地以及何种环境,并以此还原大陆漂移和环境变迁的历史:利用层序律和同位素时钟,能够确定出地层形成的年代;利用沉积岩中含磁矿晶的排列方位,能够还原出大陆当时所处的纬度;岩石的结构与构造可以揭露沉积物生成的环境;而地层间的叠置关系则记录着环境的演化与变迁。
板块漂移可能是雪球事件的始作俑者。在当时的地球上,各个板块已经聚合为联合大陆,处于中低纬度区间。大陆的表面是岩石,对太阳光的反照率比大洋要强得多,而低纬度偏偏又是地球接受太阳光最多的区域。陆地增加的直接后果,便是单位时间内整个地球系统获得的太阳能更少了。地表的温度输入主要靠阳光,“净收入”的减少,是全球变冷的第一推力。
地表之上,还有大气层。温度的输入是一回事,但维持又是另一回事。地表温度的维持主要靠温室气体——比如二氧化碳(CO2)等对太阳能的锁定,大量陆地聚集到低纬度,对大气中CO2的含量是一个极为负面的影响因素。热带降雨活跃、大气潮湿,导致大陆岩石圈风化作用空前活跃。在风化作用中,大气中的O2、CO2、H2O等成分被消耗,并随着生成物进入岩石圈,从而退出大气循环。当大气中“净流通”的CO2等温室气体减少,温室效应便随之减弱。环境温度逐步降低,冰川一步步生成并扩大,冰期就这样悄然而至。
到了冰川扩大的时候,事情就变得更加不可挽回了,冰川便是上述合力的结果,但它也恰恰是全球持续变冷最有效的诱因。回到反照率这个概念上,说到反射太阳光,无论海水也好,岩石也罢,又有什么能跟晶莹的冰雪相比?另外,当水体扩大结冰,蒸发会越来越少,大气中能够维持温度的温润水汽也骤然下降。反照率的激增和蒸发率的骤减,直接使冷室效应进入了一个持续堆栈的死循环。环境模拟表明,当地球表面有一半被冰覆盖的时候,全球冻结将成为不可逆转的趋势,一个冰雪满布的地球,将是必然出现的结局。
那么谁又是当时地球的破冰者呢?
不是太阳,也不是撞击的天体,而是地球自己。这是一颗有着活跃内动力的热行星,而这份终将表现出来的力量,叫做火山作用。火山的及时救援,让地球从全面的凝结中苏醒了过来,被称为极端火山作用的事件,无疑是生物圈的灭绝级大杀器。然而此时,这个让生物圈闻风丧胆的武器,却成了把地球从雪球中拯救出来的功臣。当然,对付冰雪的套路其实也没什么新鲜的:不是靠岩浆的温度来直接烘烤,而是靠输出气体来间接改变大气圈的成分。
哪些被封进岩石圈从而退出大气循环的温室气体们大概不会忘记,地球本身其实是一个更加庞大的循环系统。气体被锁进岩石圈?不要紧。岩石还要在板块构造的循环中被带回地幔里。当岩石的枷锁融化为流动的岩浆,气体也就重获了自由。随后,等火山作用适时打开重归地表的通道,这些溶于岩浆的挥发物,便会随着汹涌的热流一起回到大气层。
雪球时期,由于大量冰盖的影响,全球的岩石风化率进入了一个历史低位,地表温室气体的消耗因素几乎“触底”。此时,火山作用的净输入便显得尤为突出了。火山持续溢气,大气中的温室气体越聚越多,当它们的占比重新达到足以封存阳光,使平均温度能够重回冰点之上时,“白地球”便开始融化。久违的蓝海出现,生命的家园复苏。始料未及的是,经历了“冬眠”之后,生物圈获得了一场迸发式的发展,这种反应远远超出了元古代长期以来所表现出的样子。
一个从雪球中醒来的生物圈,将要给地球带来多大的变革呢?
长久以来被单细胞生物所统治的时空,随着雪球事件的结束而一并瓦解。多细胞的复杂生命,辐射性地扩展到了地球的每一个角落。生命从此成为地球的“显学”。这5.4亿年,是我们自己的故事。生命见证了一个个优势类群的崛起,也见证了惨不忍睹的灭绝。高山依然在隆升和剥蚀,海洋也依然在扩张和闭合,但是,唯有那神秘的雪球,却再也没有重回世间。
材料2
21世纪以来,因重视科技投入,M国的科技发展取得了引人瞩目的成就。
首先,从资金投入方面看,M国投入巨资支持研发,2015年M国的研发总支出为2500.3亿美元,同比增长超过10%,占GDP达8%,可见其占GDP的比重保持着惊人的增长速度。其次,从资金组成方面看,M国2015年的公共研发支出比2014年增长了15%,并且政府打算在2016年再增加6.8%的投资。2015年M国研发总投入中约75%的经费来自私营企业,私营企业研发中心达1.2万个,可见私营企业已成为M国研发成果的主要贡献者。再次,从研发方向看,M国排名前10的企业90%的研发资金投入高新技术应用领域,排名前100的企业近70%的研发资金也投入上述领域,企业在理论研究领域的投入较少,说明M国科技研发有重技术应用、轻基础理论科学的特点。
过去,外国直接投资在M国科技创新体系中的作用并不突出,不过这一状况正在改善。2000~2015年,外国直接投资占M国GDP的比重从2%升至9%,2015年M国外资净流入达80亿美元,外国直接投资同比增长103%,使得M国在全球投资目的地排名榜中上升了11位,为世界第16位。
近年来,M国的科技竞争力得到了显著提升。2000年之后,该国充分重视论文产出。美国《科学引文索引》(SCI)显示,十多年来,M国发表的论文数量大幅增加。2002~2016年,SCI收录的该国论文由2万余篇增至171026篇,平均每年增加1万余篇。可以预见,2017年该国被SCI收录的论文将超过18万篇。
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