CESO2025预赛考辩
2025年7月，官方公布了参考答案，为此我们进行了一些考辩和修订。欢迎大家给我们提出意见！
T7 支持选D
[G]题图 3 右侧的图显示其三个从砾岩到黏土岩沉积层。左侧为颗粒大小与流速的关系图。根据左侧的图分析一下，形成这些层的沉积位置是（ ）。
题图3 层理
A. 右图三个沉积层应该属于粒序层理，反映了水动力条件有周期性变化；
B. 河流三角洲前缘地区；
C. 大陆架浅海地区；
D. 大陆坡和深海平原交界地区。
【讨论】笔者学养不过关。右图的确是粒序层理，它是浊积物中常见的一种层理，会在鲍马层序的A段出现。
图1 鲍马层序（Bouma, 1962；转引自徐茂泉、陈友飞，1999）
深海陆源碎屑沉积是指陆源碎屑物质占30%以上的深海沉积物，包括浊流沉积，等深流沉积、海洋冰川沉积和风运沉积四个亚类。它们主要分布在大陆坡和大陆裙，少量分布于深海盆地。大陆坡上的海底峡谷是浊流的主要通道；浊流的主要堆积地形是深海扇；部分浊流可进入深海盆地，将海底起伏的丘陵地形填平而形成深海平原。
笔者认为，题目考察的内容（题肢）应该与设问相一致。比如本题考察沉积相，那么A选项就不应该出现。
T9 反对选D
[G]面对快速增长的电力用电需求，如何保障供电安全，又让电价保持合理，已成为当前亟待解决的重要问题。抽水蓄能电站作为一种储能方式（题图 5），它可以将多余的电能转化为水能进行储存，待用电高峰时再将水能转化为电能，向电网释放。那么储能电站存在的意义不包括（ ）。
题图 5 抽蓄电站
A. 提高能源利用效率；
B. 可以改善电网运行的稳定性和安全性。
C. 实现生态建设和经济效益的平衡；
D. 有助于节能减排。
【讨论】参考答案认为D正确，即”有助于节能减排“并非储能电站存在的意义。然而在用电高峰时，储能站可将低谷期廉价的电能送出至电网，减少了资源的浪费和碳排放，因此D选项也是储能电站存在的意义。
笔者不会继续解释本题。在本类型竞赛中考察此类题目没有意义。
T15 坚持无答案
- [P]如果将大气抽象成为一个厚度及内部均匀的平板，其内部对电磁辐射无吸收和散射等衰减作用，上界面反射率为$S_T$，下界面反射率为$S_B$。设有电磁辐射$I_0$下行照射至某地物目标（反射率为$\rho$），则经大气与地物目标的多次反射后，反射回的总电磁辐射为（ ）。
A. $I_0 \times \rho^n$ ；
B. $\frac{\rho}{1-\rho \times S_B}$ ；
C. $\sum_{1}^{n} I_0 \times \rho \times S_B$ ；
D. $I_0 \times \rho \times S_B$；
【讨论】参考答案认为选C，然而C的格式都不正确。参见笔者在正文中的讨论。
T17 支持选D
[P]已知物体有以下热力学参数
（1）热传导率 K，表征物质内部温度变化的速率
（2）比热容 c，表示一定条件下单位质量的物质升高 1℃ 所需的热量；
（3）热扩散率 d，单位时间内通过单位面积的热量与垂直于表面方向上的温度梯度绝对值之比；
（4）热惯量 P，表示物体温度因环境温度变化而变化大小的量度。
若已知下表中各物体的热力学参数测量值，请问（ ）物质在一天 24 小时的周期中温度波动最大。
水 沙土 玄武岩 不锈钢 热传导率 K 0.0014 0.0015 0.0050 0.030 比热容 c 1.0 0.2 0.2 0.1 热扩散率 d 1.0 1.8 2.8 7.8 热惯量 P 0.038 0.024 0.053 0.168
A. 水； B. 沙土； C. 玄武岩； D. 不锈钢。
【讨论】笔者自相矛盾。应该选择P最小的不锈钢。
T29 支持选C
- [G]近几十年来，单矿物地球化学方法，尤其是碎屑锆石铀铅（U-Pb）年代学迅速发展，逐渐成为沉积物源判别的常用手段，其中的原因不包括（ ）。
A. 原位测试速度快； B. 受风化影响小；
C. 在基性岩中较为缺乏； D. 受水动力分选影响小。
【讨论】C是缺点而不是优点。对于笔者错选的A选项，这里介绍一种新方法：”微区原位 U-Pb 方法“，通过聚焦于锆石的微小区域（通常为10-50微米），使用LA-ICP-MS或SIMS在选定区域进行U-Pb同位素测量，直接测量其U-Pb同位素比值，从而获取高空间分辨率的年龄信息。然而这一方法的缺点是标样稀少。有兴趣的同学可以参考中国地质大学罗涛老师的论文：
Luo, T., Hu, Z., Zhang, W., Liu, Y., Zong, K., Zhou, L., Zhang, J., & Hu, S. (2018). Water Vapor-Assisted “Universal” Nonmatrix-Matched Analytical Method for the in Situ U–Pb Dating of Zircon, Monazite, Titanite, and Xenotime by Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Analytical Chemistry, 90(15), 9016–9024. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b01231
Q19 支持选B
Q19. [G]青藏高原隆升过程的内动力地质作用包含（ ）。
A. 地壳运动； B. 岩浆作用； C. 沉积作用； D. 变质作用。
【讨论】笔者最初认为”B选项的岩浆作用更典型于陆地火山弧（如俯冲带），而青藏高原是大陆碰撞造山，而非洋壳俯冲，因此缺乏大规模的岩浆活动。“
然而没有大规模活动≠没有。所以参考答案认为B也正确是没有问题的。
Q20 支持选B
Q20. [G]青藏高原及周缘地区断层发育，在高原面以下，下列哪些断层性质为主（ ）。
A. 逆冲型； B. 走滑型； C. 正断型； D. 逆冲兼走滑型。
【讨论】笔者对本题的意见与对 Q19 的意见一致。
Q22 支持选D
Q22. [G]与青藏高原隆升密切相关的山脉有（ ）。
A. 喜马拉雅山脉； B. 横断山脉； C. 昆仑山脉； D. 天山山脉。
【讨论】笔者对本题的意见与对 Q19 的意见一致。
Q23 反对不选B+W12 反对选B
Q23. [G]青藏高原地区修建大型水库，针对水库蓄水说法不正确的是（ ）。
A. 增加地壳压力有利于断层带应力平衡，不利于产生地震；
B. 增加岸坡侧向压力有利于岸坡稳定；
C. 对岸坡冲刷和浸泡作用易于引发滑坡等地质灾害；
D. 对周边的气温和降水产生影响。
W12. [G]全球气候变化对地震和火山活动可能产生间接影响，下列可能的机制包括（ ）。
A. 冰川消退引起地壳负荷减小，诱发火山喷发；
B. 全球变暖增加海水压力，可能抑制海底断层活动；
C. 降雨增加可能导致断层润滑，触发地震；
D. 气候变暖引发的风化作用减少板块俯冲速率。
【讨论】对照Q23的B选项和W12的C选项。笔者认为原理是一致的。
对于W12的B，参考答案认为应该选。这是不对的。参考：
“We’ve seen that relatively small stress changes due to climate-like forcings can effect microseismicity,”
These studies have shown that the rise of sea level will indeed change the original stress state near the fault and thus increase the risk of earthquake occurrences. At the same time, seawater may also play a role in softening the fault. Under the combined action of these two effects, sea-level rise may easily induce earthquakes.
Rising temperatures at the Earth’s surface are causing ice caps to melt rapidly, increasing the intensity of extreme precipitation and cyclones, as well as global sea levels12. All these surface changes are modifying stresses on faults locally.
Changes in sea level and glacial melt could make earthquakes more likely in the coming years.
Q30 反对选C
题图 17 为某地区的简化地质剖面平面图，从中能够读出的有关相对和绝对地质年代的一些信息。据此回答下面Q30-Q32 问题。
题图 17 某地区的简化地质剖面图
Q30. [G]根据剖面图，我们可以确定图中存在的地质体和地质现象及其演化过程，那么下面说法正确的是（ ）。
A. 本区构造复杂，属于古老的造山带；
B. 该区发育了基底和盖层的结构，现今位于稳定的板块内部；
C. 该区存在海进沉积旋回；
D. 该区存在海退沉积旋回。
【讨论】如果垂直方向钻取的柱子由下到上粒度变粗说明海退，变细说明海进。
Q32 支持选D
Q32. [G]碎屑岩的形成时代，根据相对年龄的确定原则，可以确定其形成顺序，然而形成温度低于定年矿物的封闭温度时，难于确定其时代，那么可以根据（）确定图中砂岩形成时代。
A. 磁性地层方法； B. 古生物化石；
C. 碎屑矿物测年可以限定上限年龄；D. 碎屑矿物测年可以限定下限年龄。
【讨论】CD选项是笔者的理解问题，基本原理没有错。下限指的是离现在时间久的时间。
笔者不清楚为什么不选B而选A。欢迎大家讨论！
Q36 反对不选择BD
Q36. [E]影响云层对太阳辐射的反射的主要因素有（ ）。
A. 云量； B. 云高； C. 云厚； D. 云形。
【讨论】笔者认为自己的想法没问题。
Q37 对C选项持保留意见
Q37. [E]影响地表热传导的主要因素包括（ ）。
A. 风速； B. 大气与表面的温差； C. 大气密度； D. 大气绝对湿度。
【讨论】温度升高会导致气体密度减小，一定程度上影响热传导效率。但是最直接最主要的应该是B。
Q43 支持选C
Q43. [E]假设地球早期的大气中二氧化碳浓度是现在的 100 倍，以下（ ）可能是这种高二氧化碳浓度对水文循环的主要影响。
A. 地表温度显著降低，水循环增强；
B. 地表温度显著升高，水循环增强；
C. 降水主要以酸雨形式出现，促进化学风化；
D. 水分蒸发速率下降。
【讨论】假设此时的二氧化碳浓度为 42000 ppm，全球水汽含量（比湿）保持不变，约为10g/kg，则现在求水体的二氧化碳平衡体系的pH。二氧化碳溶于水后形成碳酸（$\ce{H2CO3}$），发生一系列平衡反应：
$$
\ce{CO2(g) <=> CO2(aq)}
$$
$$
\ce{CO2(aq) + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3^- + H^+ <=> CO3^{2-} + 2H^+}
$$
相关平衡常数包括：亨利常数 $K_{\ce{H}} \approx 3.4 \times 10^{-2} \text{mol/(kg·atm)}$，一级解离常数 $K_1 \approx 1.4 \times 10^{-6} , \text{mol/kg}$，二级解离常数 $K_2 \approx 1.2 \times 10^{-9} \text{mol/kg}$，水解离常数 $K_{\ce{w}} \approx 1.0 \times 10^{-14} \text{mol}^2/\text{kg}^2$，以及碳酸钙溶解度常数 $K_{\ce{sp}} \approx 3.8 \times 10^{-9} \text{mol}^2/\text{kg}^2$。
假设水中存在碳酸钙沉淀，其溶解度平衡为：
$$
K_{\ce{sp}} = [\ce{Ca^{2+}}][\ce{CO3^{2-}}]
$$
电荷平衡提供约束：
$$
[\ce{H^+}] + 2[\ce{Ca^{2+}}] = [\ce{OH^-}] + [\ce{HCO3^-}] + 2[\ce{CO3^{2-}}]
$$
其中，$[\ce{Ca^{2+}}]$ 和 $[\ce{CO3^{2-}}]$ 的系数为 $2$，因为它们带双电荷。
由于这是一个与大气平衡的开放系统，我们从亨利定律入手：
$$
[\ce{CO2(aq)}] = K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}
$$
代入$p_{\ce{CO2}} = 0.042 \text{atm}$ 和$K_{\ce{H}} = 3.4 \times 10^{-2} \text{mol/(kg·atm)}$，得：
$$
[\ce{CO2(aq)}] = 3.4 \times 10^{-2} \cdot 0.042 = 1.428 \times 10^{-3} , \text{mol/kg}
$$
根据一级和二级解离平衡，得到：
$$
[\ce{HCO3^-}] = \frac{K_1 [\ce{CO2(aq)}]}{[\ce{H^+}]} = \frac{K_1 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}}{[\ce{H^+}]}
$$
$$
[\ce{CO3^{2-}}] = \frac{K_1 K_2 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}}{[\ce{H^+}]^2}
$$
结合 $[\ce{Ca^{2+}}] = \frac{K_{\ce{sp}}}{[\ce{CO3^{2-}}]}$、$[\ce{OH^-}] = \frac{K_{\ce{w}}}{[\ce{H^+}]}$ 以及上面两个式子，将电荷平衡式整理为：
$$
[\ce{H^+}] + 2 \frac{K_{\ce{sp}}}{\frac{K_1 K_2 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}}{[\ce{H^+}]^2}} = \frac{K_{\ce{w}}}{[\ce{H^+}]} + \frac{K_1 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}}{[\ce{H^+}]} + 2 \frac{K_1 K_2 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}}{[\ce{H^+}]^2}
$$
两边同乘 $[\ce{H^+}]^2$，并将所有项移至左侧，得到一元四次方程：
$$
\left(2 \frac{K_{\ce{sp}}}{K_1 K_2 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}}}\right) \cdot [\ce{H^+}]^4 + [\ce{H^+}]^3 - (K_1 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}} + K_{\ce{w}})[\ce{H^+}] - 2 K_1 K_2 K_{\ce{H}} \cdot P_{\ce{CO2}} = 0
$$
代入常数，方程变为：
$$
7.54 \times 10^7 \cdot [\ce{H^+}]^4 + [\ce{H^+}]^3 - (2.0 \times 10^{-9} + 1.0 \times 10^{-14})[\ce{H^+}] - 2 \cdot 1.008 \times 10^{-16} = 0 、
$$
通过数值方法求解，得到 $[\ce{H^+}] \approx 3.52 \times 10^{-5} \text{mol}$， $ \text{pH} = -\log (3.52 \times 10^{-5}) \approx 4.45 $。酸雨的pH值通常低于5.6，这说明此时的海洋已经极度酸化，对应的降水也必定是酸雨。因此C选项是没问题的。
Q44 反对不选C
Q44. [E]在地球大氧化事件（GOE）发生后，以下（ ）现象可能与海洋化学的变化直接相关。
A. 海洋中溶解铁的大量沉淀；
B. 硫化物被氧化为硫酸盐；
C. 碳酸盐沉积速率短期内显著增加；
D. 海洋 pH 短期内显著下降，长期趋于稳定。
【讨论】笔者认为自己的讨论没问题。
Q46 支持选B
Q46. [E]在全球冰冻期（雪球地球事件）结束后，以下（ ）现象可能发生。
A. 冰川快速融化，释放大量矿物质进入海洋；
B. 大气中温室气体浓度增加，导致气温快速升高；
C. 海洋中缺氧环境导致厌氧微生物繁盛；
D. 化学风化作用重新加强，吸收大量二氧化碳。
【讨论】笔者以”冰川不封存温室气体“为由排除掉了B选项，然而生物因素也是很重要的一部分。雪球地球结束后，地球环境的宜居度增高，各种动植物勃勃生机万物竞发，增加了大气中的温室气体浓度。
W4 不予置评
W4. [P]如果要使岩石发生剪破裂，可以通过以下哪些方式实现（ ）。
A. σ1 增大，σ3 不变； B. σ1 不变，σ3 增大；
C. σ1 和σ3 同时减小； D. σ1 和σ3 同时增大。
【讨论】笔者专业素养不够，给出一种猜想：B选项的σ3 需要增大至700 MPa以上才会触碰到破裂线，这可能导致张破裂而非剪破裂。
W6 支持选A
W6. [P]断层强度限定了地壳的极限强度，断层强度由小到大顺序为（ ）。
A. 正断层、走滑断层、逆断层； B. 正断层、逆断层、走滑断层；
C. 走滑断层、正断层、逆断层 ； D. 断层强度与断层性质无关。
【讨论】笔者写此道题目时也不确定。听官方的。
W7 支持选D
W7. [G]上地幔的顶部与地壳构成了地球外层的固态岩石圈，板块运动理论主要描述的就是岩石圈运动。假设岩石圈中岩石的密度为 3g/cm^3^, 请问岩石圈下部 100km 处的压力大致是（ ）。
A. $3 \times 10^6$ 帕斯卡； B. $3 \times 10^7$ 帕斯卡；
C. $3 \times 10^8$ 帕斯卡**； D. $3 \times 10^9$ 帕斯卡。**
【讨论】笔者计算失误，正确的过程如下：
$$
p=\rho g h= 3000 \ \text{kg/m}^3 \ \times 9.8 \ \text{m/s}^2 \times 10^5 \ \text{m} = 3 \times 10^9\ \text{Pa}
$$
W18 坚持无答案
W18. [P]在测量氮气的$\delta^{15}\text{N}$值时，通入质谱的$\text{N}2$中混入了1%的$\text{CO}$。以$^{15}R{st} = 3.6765 \times 10^{-3}$为标准，此时测出的$\delta^{15}\text{N}$值和真实值比（ ）。
A. 偏重2.2‰； B. 偏轻2.2‰； C. 偏重1.1‰； D. 偏轻1.1‰。
【讨论】笔者认为自己给出的解法没有问题。
W20 不予置评
W20. [P]已知：随着温度的升高，水和碳酸钙之间的氧同位素组成之差可以用以下公式描述：
$$
\delta^{18}\text{O}{\text{碳酸钙}} - \delta^{18}\text{O}{\text{水}} = 0.24t + 40%
$$
其中$t$是温度（℃）。而雨水的同位素值和温度的关系为：
$$
\delta^{18}\text{O}_{\text{雨水}} = 0.7t - 20%
$$
研究人员在20百万年前采集了一个1000公里的古土壤剖面，发现土壤中的碳酸钙氧同位素组成从$-3%$下降到了$-15%$。请问这个古土壤剖面的温度梯度是（ ）？
A. -0.0500℃/km； B. -0.0261℃/km； C. -0.0171℃/km； D. -0.0128℃/km。
【讨论】印刷版的题目有问题：“1000公里的古土壤剖面”应为“1000米的古土壤剖面”。笔者相信如果考场上这个错误被统一修正过来，本题不会按照事故题处理。