内容正文:
第四节 地球的圈层结构
课程标准
素养解读
运用示意图,说明地球的圈层结构。
地理实践力:通过野外观察,了解地球的外部圈层结构及其相互关系。
综合思维:结合示意图,说明地球内部圈层的结构和划分依据及各圈层的主要特征。
知识点一 地球的内部圈层结构
1.地震波
(1)分类:图中S表示横波,P表示纵波。
(2)特征
S波:传播速度较慢,只能通过固体传播。
P波:传播速度较快,可以通过固体、液体和气体传播。
(3)波速变化
①在地下33 km的C处(指大陆部分):S波和P波传播速度都明显增加。
②在地下2900 km的D处:S波完全消失,P波传播速度突然下降。
2.圈层划分
(1)依据:地震波在地球内部传播速度的变化。
(2)界面:图中C莫霍界面,D古登堡界面。
(3)圈层:由内向外E+F为地核,G为地幔,H为地壳。
3.岩石圈
包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),由坚硬的岩石组成。
[思考]
1.在莫霍界面和古登堡界面附近,地震波的速度发生了突然的变化,这说明了什么问题?
提示:横波、纵波的传播媒介不同,其波速变化说明了传播媒介的变化,因此可从组成物质的变化上思考分析。
2.人类在地球上挖得最深的是苏联科学家在俄罗斯北部科拉半岛钻出来的深度为12 262米的钻孔,则人类挖得最深处属于地球的哪个圈层?
提示:地壳。
知识点二 地球的外部圈层结构
1.大气圈
由气体和悬浮物质组成的复杂系统,它的主要成分是氮气和氧气。
2.水圈
(1)组成:地表和近地表的各种形态水体的总称,其主体是海洋。
(2)特点:水是最活跃的自然环境要素之一,在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用。
3.生物圈
(1)概念:是地球表层生物及其生存环境的总称。
(2)范围:集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。
(3)意义:促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。
[思考]
1.地球外部圈层中最活跃的是哪层?为什么?
提示:生物圈。生物是自然地理环境中最活跃的要素,因而生物圈是外部圈层中最活跃的圈层。
2.大气圈为什么被称为“地球生命的保护伞”?
提示:大气圈的存在避免了大部分流星体对地球的撞击;大气中的臭氧,能吸收太阳辐射的紫外线,使生物免受过多紫外线的伤害。
探究点一 地球的内部圈层结构
中国地震台网正式测定:2022年3月14日5时9分在印尼苏门答腊岛南部海域(南纬0.75度,东经98.45度)发生6.7级地震,震源深度20千米。
[探究]
(1)此次地震发生在地球内部的什么地方?
(2)此次地震产生的能量是如何传到地面的?
(3)地震发生时,苏门答腊岛上的人有怎样的震感?此时正在附近海域航行的人的感觉又是怎样的?为什么?
提示:(1)地震发生在岩石圈。
(2)地震产生的能量以地震波的形式传到地面。
(3)处在苏门答腊岛上的人首先感到地面上下颠簸,然后左右晃动,因为陆地上纵波、横波都能通过,且纵波传播速度比横波快。处在附近海域航行的人只能感到上下颠簸,因为只有纵波能在液体中传播,横波只能在固体中传播。
1.地球内部圈层具体划分及特点
以莫霍界面和古登堡界面为界,可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。具体如下所示。
2.地震波及其应用
(1)地震波的原理和特性
地震波属于机械波,是通过质点的振动方向与波的传播方向来定义的,如质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上的就称为纵波,垂直的称为横波。
(2)地震波的应用
地震波是科学家探测地球(行星)内部结构的重要手段,也是勘测石油与天然气资源的重要手段,还可以进行地震预警与地震预报。
①地震预警:在地震发生时,利用地震波比电波传播速度慢的特点,通过在主要地震区布设密集的地震预警监测仪,在地震造成破坏前,通过手机、应急广播等,提前几秒到几十秒为用户发出全自动秒级响应的预警警报。
②地震勘探:就是通过人工地震产生地震波,传播到深部的地层中,当地震波碰到岩层产生反射波,并传回到接收装置被记录下来,绘制成地震反射剖面,并推断地下岩层的性质和形态。例如,地震波遇到石油时,横波完全消失,纵波波速突然下降。
3.地壳与岩石圈的区别与联系
地壳位于莫霍界面以上,是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬的外壳。岩石圈不同于地壳,岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),二者关系如下图所示:
[例1] 下图为某同学绘制的地球内部地震波传播速度与圈层结构示意图。读图,完成(1)~(2)题。
(1)①~④与其所代表圈层对应正确的是( )
A.①—地核 B.②—地幔
C.③—地壳 D.④-软流层
(2)图中地震波( )
A.在地壳,横波比纵波的传播速度快
B.在地幔,横波与纵波传播速度加快
C.横波在通过莫霍界面后消失
D.纵波在地核中传播速度最快
[思维导引]