内容正文:
第一章第4节
地球的圈层结构
The sphere structure of the earth
外部结构+内部结构
人类对地球家园的探索:
上天、下海、入地
·1.飞机轻松可达万米高空
2. 2012年,中国蛟龙号在马里亚纳海沟,深潜达到了七千米
1
思考
如何探测地球内部的结构?
前苏联科拉超深钻井:12KM
地球平均半径:6371KM
科学家通过对地震波的研究了解地球内部结构
科拉超深钻孔是前苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区开始的一项科学钻探
其中最深的一个钻孔SG-3在1989年达到12,263m (12Km),截止目前,以垂深计算,这个钻孔仍是到达地球最深处的人造物
2
阅读教材P21的第一段文字,思考以下问题:
什么是地震波?
地震波有哪几种类型?
它们的性质各是怎样的?完成以下表格
速度 传播介质 感受
横波(S波)
纵波(P波)
地震波:地震发生时,地下岩石受到强烈冲击,产生弹性震动,并以波的形式向四周传播。
震中
震源
波面
断层
断面
纵波(P) 横波(S)
树枝折断会释放出能量,地下深处,岩石断裂在短时间内会释放巨大的能量,地震释放的能量以地震波的形式传播。
震源深度
一次地震只有一个震级
地震波是向四处发散的
Primary 最初的 第一的 主要的
Secondary
4
速度 传播介质 感受
横波(S波)
纵波(P波)
速度慢
速度快
只能通过固体传播
固、液、气均可传播
左右摇晃
上下颠簸
纵波
横波
共同点:波速都随通过物质的性质而改变
横波——质点振动方向与传播方向垂直的波
纵波——指点振动方向与传播方向一致的波
共同点:波速都随通过物质的性质而改变
生活中的横波和纵波
纵波:弹簧的波,声波
横波:绳子
5
认识地震波
让学生先观察视频中,发生地震的时,桌椅、白板的变化,从而得到横波与纵波在速度上的差异。
6
思考
①当地震发生时,人们首先感到地面上下跳动还是左右晃动?
②如果地震发生在海洋上呢?
③横波和纵波哪个破坏力更大?
纵波传播速度较快先到,横波传播速度较慢后到,所以人们首先感到上下跳动,然后是左右摇晃
如果实在海洋上,因为横波不能在液体中传播,所以人们只会感到上下跳动
横波
横波与纵波在传播介质上的差异,黄金12秒
7
地幔
横波
纵波
0
3
6
9
12
15
速度/km•S-1
1000
2000
3000
4000
5000
6000
深度/km
莫霍界面
地心
33
地壳
莫霍洛维奇
分几层?依据是什么?
波速发生突然变化的面叫做 不连续面(波速的不连续面)
1909年10月8日,莫霍洛维奇在研究地震记录后,发现在地表下54千米深度处由于物质发生急剧变化,使下层纵波传播速度大于上层纵波传播速度。人们将莫霍洛维奇发现的这个间断面命名为莫霍洛维奇间断面
8
地幔
横波
纵波
0
3
6
9
12
15
速度/km•S-1
1000
2000
3000
4000
5000
6000
深度/km
莫霍界面
地心
33
2900
古登堡界面
地核
古登堡
地壳
古登堡对地震波计算发现,从莫霍面往下,地震波速增大,至2900千米深处,纵波速度骤然下降,横波突然消失。表明该面以上为固相,以下为液相
9
地幔
横波
纵波
0
3
6
9
12
15
速度/km•S-1
1000
2000
3000
4000
5000
6000
深度/km
莫霍界面
地心
2900
5150
古登堡界面
内核
外核
地幔
横波
纵波
0
3
6
9
12
15
速度/km•S-1
1000
2000
3000
4000
5000
6000
深度/km
莫霍界面
地心
33
2900
5150
古登堡界面
内核
外核
英厄·莱曼
地壳
英厄·莱曼发表了一份研究论文,提出地核是由内核和外核两层组成的。
莱曼不连续面
https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&do=blog&id=215080
纵波入射(斜入射),入射角合适时,可能会反射和折射出纵波和横波,这种现象成为波型转换
10
内核
11
内部圈层
地壳
地幔
外核
内核
地核
地幔
地壳
地球的内部圈层,
12
比如北极附近发生了个大地震,北美、欧洲都能测到纵横波的直达,但是,澳大利亚全国基本上都观测不到这次地震的直达纵波和横波,南极大陆上却能观测到直达的纵波,确不能观测到直达横波。
想想,对于当时的人,他们不知道地球还有个地核,只知道地壳之下是地幔。而如果地壳下全是地幔的话,全世界哪里都应该观测的到这个地震。他们会说:好奇怪啊!为什么啊!
古登堡就说了:因为有液态地核的存在。
13
深度/km
0
80
400
900
2900
5150
6370
地壳
软