113學測自然

【第50-53題組】在寒武紀以前的地層中，可找到由氧化鐵與二氧化矽鈕粒反覆堆疊形成的「鎬狀（帶狀）鐵礦床」。有研究指出，在幾乎無氧的環境下，無氧光自營細菌在光照的情況下，可將亞鐵離子反應產生一些產物，其平衡反應式如下：
24Fe\(^{2+}\) + 6 CO\(_2\) + x H\(_2\)O → (CH\(_2\)O)\(_6\) + y Fe(OH)\(_3\) + z H\(^+\)
（ a）寫出x,y和z值（說明求得數值的過程）。（3分）
（ b）（CH\(_2\)O)\(_6\)為有機化合物，而生活中常見的有機物質有醣類、蛋白質、油脂及核酸等，試問 (CH\(_2\)O)\(_6\)可能屬於其中哪一類的化合物？（1分）

【第50-53題組】在寒武紀以前的地層中，可找到由氧化鐵與二氧化矽鈕粒反覆堆疊形成的「鎬狀（帶狀）鐵礦床」。下列觀察或推論哪些正確？（應選3項）
(A)鎬狀鐵礦大部分出現在24億年前的地層中
(B)亞鐵離子源自岩漿，因此鎬狀鐵礦屬於火成岩類
(C)今日海水中的亞鐵離子濃度較25億年前為低
(D)大氣中的氧氣含量呈現線性增高
(E)細菌可存活在極低氧的環境中

【第50-53題組】在寒武紀以前的地層中，可找到由氧化鐵與二氧化矽鈕粒反覆堆疊形成的「鎬狀（帶狀）鐵礦床」。
（a）依據在地球歷史出現的次序，由早期到晚期排列下列事件：（只須寫出事件代碼）（2 分）
（甲）臭氧層的形成
（乙）氧氣開始在大氣中快速累積、含量驟增
（丙）生物上陸
（丁）鎬狀鐵礦床的形成
（b）針對（乙）事件，則35～22億年前之間，除了在約23億年前有氧氣量的驟增外，若只考量光合作用的進行，還可推論出地球大氣的組成發生了什麼樣的改變？（1分）而此組成變化可能對全球氣溫造成的影響為何？（1分）

【第54-56題組】做為實證科學之一，天文學的發展仰賴大量的觀測結果。近百年以來，天文觀測的手段也早就由可見光延伸到電磁波的其他波段，甚至是電磁波以外的觀測手段。這些突破性的觀測成果，更讓科學家們發現宇宙當中前人所未知的領域。
上述的重大成果也常獲得諾貝爾（物理）獎的肯定。回顧 20 世紀的諾貝爾獎中，因為天文觀測而獲獎者皆來自無線電波的觀測。我們如何解讀這個現象？（應選 2 項）
(A)科學家一開始沒有預期到天文現象上有產生其他電磁波的可能性
(B)天文現象上產生的高能量電磁波無法傳遞這麼遠的距離而到達地球
(C)除了可見光之外，無線電波也可以幾乎不受阻礙的穿過大氣層
(D)從太空中觀測，要等到20世紀中期以後進入太空時代才有可能
(E)因為當時尚未有手機、基地台等干擾，透過無線電波可以得到較好的觀測成果

【第54-56題組】做為實證科學之一，天文學的發展仰賴大量的觀測結果。科學家們建造各式各樣的望遠鏡來收集電磁波訊號。新一代地面望遠鏡的口徑都愈來愈大，原因為何？
(A)電磁波所行走的路徑會隨著宇宙膨脹而增加，所以需要大口徑望遠鏡
(B)口徑愈大，受到大氣擾動的影響愈小，可以看到急劇衝動
(C)口徑愈大，可以收集到的訊號愈多，可以看到星等數值更大的天體
(D)隨著經濟發展，建造大口徑望遠鏡有助於提升國防產業的技術
(E)遙遠的天體會隨著宇宙膨脹而變大，所以需要大口徑望遠鏡

【第54-56題組】做為實證科學之一，天文學的發展仰賴大量的觀測結果。溫室氣體會造成地表的溫度升高，這是因為這些氣體會吸收來自地表熱輻射；同樣的，這些氣體也會造成來自太空中的部分輻射無法通過大氣層。而地球大氣的組成多元，其他氣體也會影響電磁波能否通過大氣層。
（a）溫室氣體主要是吸收哪一種波段的電磁波？（1分）不過，溫室氣體主要集中在對流層，若要進行該波段的觀測，可以藉由飛機將望遠鏡攜帶至大氣層中的哪一層？（1分）
（b）說明電磁波中的紫外線無法從地面進行觀測的原因？（2分）