第1章 第4节 地球的圈层结构（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中地理必修第一册（人教版2019）

第四节　地球的圈层结构 课程标准及解读 知识点一 地球的内部圈层结构 1．地震波 (1)分类：图中A表示横波，B表示纵波。 (2)特征 (3)波速变化 ①在地下33千米的C处(指大陆部分)：传播速度都明显增加。 ②在地下约2 900千米的D处：A波完全消失，B波传播速度突然下降。 2．内部圈层 (1)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为莫霍界面，D为古登堡界面。 ③圈层：由内向外E＋F为地核，G为地幔，H为地壳。 (2)内部圈层主要特点 ①地壳：位于莫霍界面以上；厚度不一：海洋地壳薄，大陆地壳厚。 ②地幔：位于莫霍界面和古登堡界面之间，分为上地幔和下地幔；上地幔上部存在软流层，是岩浆的主要发源地。 ③地核：位于古登堡界面以下，分为外核和内核；外核物质呈熔融状态，内核密度极大。 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。 地壳与岩石圈的区别与联系 岩石圈不同于地壳，岩石圈包括地壳和上地幔顶部，两者关系如下图所示： 知识点二 地球的外部圈层结构 1.大气圈 (1)组成：由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气。 (2)作用：使地球上温度变化和缓；提供生物生存所必需的氧气；大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。 2．水圈 (1)范围：地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋，还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。 (2)作用：完成地球表面物质的迁移和能量的转换；是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。 3．生物圈 (1)范围：地球表层生物及其生存环境的总称。多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。 (2)作用：生物从环境中获取物质和能量，促进太阳能转化，改变大气圈和水圈组成，改造地表形态等。 地球外部圈层之歌 同心圈层分内外，内外划界有地面。 气水生物圈层外，一起构成自然界。 气圈最厚排在外，水圈水体有三态。 生物生存三圈界，生命活跃添光彩。 ◆自主检测 1．判断。(对的画“√”，错的画“×”) (1)地壳是由固体岩石组成的坚硬外壳，厚度均匀。(　　×　　) (2)海洋地壳薄，大陆地壳厚。(　　√　　) (3)地幔上部存在一个软流层，是岩浆发源地。(　　√　　) (4)地核由铁和铜等金属组成。(　　×　　) (5)外核是熔融状态的金属物质，内核是一个密度极大的固体金属球。(　　√　　) (6)三个内部圈层中占比最大的是地核。(　　×　　) 2．连线。 将地球圈层与对应特征连线。 3．填图。 在图中合适的位置标出地球的内部圈层名称及不连续面的名称。 4．思考。 (1)当地震发生时，受地震波的影响人们会有什么感觉？ 提示：地震发生时，纵波先传来，震中附近的人会感到上下颠簸；然后，横波传来，会感到左右摇晃。 (2)生物是地球上各圈层联系的纽带，生物圈处于哪一圈层？ 提示：生物圈不单独占有任何空间，而是分别存在于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，厚度约为20千米，其中地上100米至水面以下200米是生物圈的核心部分。 任务一__分析地球内部圈层的特征 小说《地心游记》讲述了一位教授在一本古老的书籍里偶然发现一张羊皮纸，他从这张羊皮纸上的字里行间得到了启示：前人曾到地心旅行。这位教授决定也进行同样的旅行。他在某年带着侄子以及足够的粮食、仪器和武器等，由汉堡出发，到了冰岛，又请了一位向导随行。他们三人按照前人所留信息的指引，由冰岛的一个火山口进入地下，经过3个月的旅行，历尽千辛万苦，最后由于岩流的冲击，又从地中海的一个岛上的火山口回到了地面。 1．冰岛的火山口最深可以通到地球内部哪个位置？科学家利用什么手段来了解地球内部的结构？ 提示：软流层。利用地震波来研究地球内部结构。 2．岩浆发源于地球内部的哪个圈层？ 提示：上地幔上部的软流层。 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，可以将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层，具体比较如下表所示： 2.地球内部圈层划分图的判读技巧 可提取的信息种类：地震波的类型、莫霍界面、古登堡界面、地球内部圈层的结构。 (1)横波(S波)和纵波(P波)的判断。横波传播速度慢，只在固体中传播；纵波传播速度快，固、液、气体中都可传播。 (2)莫霍界面的判断。在地面下平均33千米处，在这个不连续面下，横波和纵波的传播速度都明显增加，这个不连续面叫莫霍界面，即地壳和地幔的分界面。 (3)古登堡界面的判断。在地下约2 900千米处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波完全消失，这个面叫古登堡界面，即地幔和地核的分界面。 (4)地球内部圈层的划分。以莫霍界面和古登堡界面为界，地球内部圈层被划分为地壳、地幔和地核。 (5)地球内部圈层物质状态的判断。根据地震波的传播速度可判断出物质状态的差异。 ◆学以致用 地球不是一个均质的球体，而是一个由不同物质、不同物态组成的同心圈层结构的球体。以地心为共同球心，地球圈层分为内部圈层和外部圈层。下图示意地球内部圈层。据此完成1～3题。 1．图中甲圈层为(　　) A．岩石圈 B．上地幔 C．地壳 D．软流层 2．图中甲以上的圈层(　　) A．厚度均匀 B．合称岩石圈 C．由铁和镍组成 D．呈熔融状态 3．图中乙圈层与外核的物态差异很大，判断依据是2 900千米处(　　) A．横波、纵波速度均加快 B．横波、纵波速度均变慢 C．横波消失，纵波速度下降 D．纵波消失，横波速度下降 1．D　2.B　3.C　解析：第1题，根据其埋藏的深度判断，图中甲为软流层。D项正确。第2题，甲为软流层，其以上圈层为岩石圈，厚度不均匀，由岩石组成，含有氧、硅、铝、铁等多种元素，为固态。B项正确。第3题，横波和纵波在不同介质中的传播速度不同，且横波只能够在固体中传播。2 900千米界线上下物态差异便是借助地震波的这些特点推断出来的。C项正确。 任务二__分析地球外部圈层的特征 德天瀑布(如右图所示)位于广西壮族自治区崇左市大新县硕龙镇德天村，中国与越南边境处的归春河上游，瀑布气势磅礴、蔚为壮观，与紧邻的越南板约瀑布相连，是亚洲第一、世界第四大跨国瀑布，年均水流量约为贵州黄果树瀑布的三倍，为中国国家5A级旅游景区。 1．说明图中景观所涉及的圈层。 提示：大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。 2．依据材料，分析各圈层在塑造自然环境中的相互关系。 提示：水圈既独立存在，又渗透于大气圈、岩石圈和生物圈中，并在其间不断循环；生物圈中生物通过呼吸或光合作用在大气中进行着必不可少的氧与二氧化碳的交换；水圈和岩石圈为生物提供必需的水分和矿物养料。这样，在岩石圈上部、大气圈下部和水圈全部都有了生命的踪迹，生物所导致的或以生物活动为中心的物质循环不仅是地球各圈层间物质循环的主要内容，还是各圈层相互联系的重要纽带，大气圈、生物圈、水圈、岩石圈在地表附近相互渗透、相互交错、相互重叠，又使地球形成了独特的自然环境。 1．地球外部圈层特征比较 圈层 概念 组成 其他 大气圈 包裹地球的气体层 气体和悬浮物质，主要成分是氮气和氧气 厚度2 000～3 000千米，是地球自然环境的重要组成部分 水圈 由各种水体组成的外部圈层 地表水、地下水、大气水、生物水等 连续但不规则的圈层，且处于不间断的循环运动之中 生物圈 地球表层生物的总称 生物 生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响，是最活跃的圈层 2.生物圈的特殊性 (1)组成成分特殊：生物圈由所有生物和它们的生存环境组成，是唯一有生命存在的有机圈层，也是最活跃的圈层。 (2)空间分布范围特殊：生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，是唯一不占独立空间的圈层。 (3)形成过程特殊：生物圈存在于大气圈、水圈、岩石圈之中，离开了它们，生物圈将不复存在。生物圈是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果，也正因为如此，这些圈层才能紧密相连。 ◆学以致用 (2024·北京延庆高一期末)下图是地球自然环境圈层间物质交换示意图。读图，完成1～2题。 1．②圈层的主要特点是(　　) A．连续但不规则 B．由气体和悬浮物质组成 C．由坚硬岩石组成 D．能够进行光合作用 2．“落红不是无情物，化作春泥更护花”反映的圈层关系是(　　) A．①③ B．①② C．③④ D．②③ 1．B　2.C　解析：第1题，读图可知，②圈层为其他圈层提供降水和二氧化碳等气体，接收来自其他圈层的水蒸气、氧等气体、尘埃等物质，由此判断，②圈层为大气圈。大气圈中的大气由气体(氮、氧等)和悬浮物质组成，B项正确；连续但不规则的圈层，一般是水圈的主要特点，不是大气圈的主要特点，A项错误；坚硬岩石组成的是岩石圈，不是大气圈，C项错误；能够进行光合作用的是生物圈，不是大气圈，D项错误。第2题，读图分析可知，①为水圈，②为大气圈，③为生物圈，④为岩石圈。“落红不是无情物，化作春泥更护花”中的“落红”来自生物圈，“春泥”出自岩石圈，生物圈中植被的生长需要岩石圈提供无机盐，同时植被通过枯枝落叶的形式向岩石圈提供有机物、富集矿物养分，因此该诗句反映的圈层关系是生物圈(③)和岩石圈(④)的关系，C项正确，A、B、D项错误。 [创新素材] 地震波的应用 根据地震波在地球介质中传播的规律，来研究地球内部的结构、矿产资源和油气资源的分布以及与大型工程建设相关的近地表地层的复杂结构。 在油田开发中，人们通过研究地震波在地下岩层中的传播规律，来确定油气储层的岩性、物性及含气性，从而为油田开发提供决策支持。 在工程施工过程中，由于地质条件复杂、施工环境恶劣、施工工艺不规范、工序不严格等诸多因素，可能导致混凝土结构存在振捣不密实、存有蜂窝状孔洞等问题，常用地震CT对工程进行质量勘察。 [新题优选] 自升式海上钻井平台构架于海洋底层，若下方土质相对松软，钻井平台插桩就位时容易踩碎地层中的硬夹层，发生溜桩甚至倾倒的穿刺事故。“海洋石油943”自升式海上钻井平台在南海东部油田作业时进行“主动穿刺”避免事故，穿刺钻孔深度均达海底约15米，平台设计最大钻井深度为10 668米。据此完成1～2题。 1．“海洋石油943”自升式海上钻井平台“主动穿刺”将插桩深入了(　　) A．软流层 B．地核层 C．地幔层 D．地壳层 2．以下探测地震波反馈出岩层中有油气资源的是(　　) 1．D　2.A　解析：第1题，根据所学知识，地壳平均厚度约17千米，海洋地壳厚度较薄，一般为5～10千米。材料中提到“穿刺钻孔深度均达海底约15米”，未超过地壳的深度，所以插桩仅深入地壳，未到达地幔、软流层，更未深入地核。故选D项。第2题，根据所学知识，纵波传播速度快，可通过固态、液态和气态物质传播，而横波传播速度慢，只能通过固态物质传播。由图可知，探测地震波都是在地壳中探测，A图中横波在一定深度消失，纵波突然减速，由此可知该处为非固体物质，可能有油气资源。B、C、D图中，横波速度始终没有减小更没有消失。故选A项。 [命题解读] [知识谱系] [问题清单] 1．说出地震波的分类和传播特点。 2．回答划分地球内部圈层的两个界面的名称、深度和地震波通过时传播速度的变化状况。 3．软流层和岩石圈的位置有何区别与联系？ 4．回答地球内部三个圈层的名称与特点。 5．回答地球外部三个圈层的名称与特点。 下图为地球内部地震波曲线图，据此完成1～2题。 1．在地下约2 900千米处两种地震波速度剧变，可能原因是(　　) A．进入金属物质层 B．进入熔融物质层 C．进入岩石物质层 D．进入气态物质层 2．通过对地震波的研究，科学家将地球内部圈层从内到外划分成(　　) A．地壳、地幔、地核 B．地壳、地核、地幔 C．地核、地幔、地壳 D．地核、地壳、地幔 1．B　2.C　解析：第1题，在地下约2 900千米处是古登堡界面，古登堡界面之下是外核，外核由铁、镍等物质构成，呈熔融状态或液态。故选B项。第2题，地震波在经过地球内部一定深度时，波速会发生突然变化的面叫不连续面。地球内部有两个不连续面：一个在地面下平均33千米处，叫莫霍界面，在莫霍界面下，纵波和横波的传播速度都明显增加；另一个在地下约2 900千米处，叫古登堡界面，地震波经过古登堡界面时，纵波的传播速度突然下降，横波完全消失。通过对地震波的研究，科学家将地球内部圈层从内到外划分成地核、地幔、地壳。故选C项。 读地球的圈层结构示意图，完成3～4题。 3．下列说法错误的是(　　) A．莫霍界面是地幔和地壳的分界线 B．在古登堡界面横波消失纵波减速 C．地球内能来自太阳辐射 D．划分地球内部圈层的依据是地震波传播情况 4．图中M(平均厚度为105千米)是指(　　) A．岩石圈 B．地壳 C．软流层 D．莫霍界面 3．C　4.A　解析：第3题，莫霍界面是地震波在地球内部传播过程中的一级不连续面，平均深度约为33千米，是地幔和地壳的分界线；古登堡界面以下的外核为液态，因此地震横波消失、纵波减速；地球内能来自地球内部放射性元素衰变产生的能量，与太阳辐射无关；划分地球内部圈层的依据主要是地震波在地球内部传播情况。故选C项。第4题，图中显示，M圈层包括上地幔顶部和地壳，题意还表明该圈层平均厚度为105千米，因此该圈层应为软流层之上的岩石圈，不是地壳、软流层和莫霍界面。故选A项。 (2024·广东东莞高一期末)2023年6月16日，菲律宾马荣火山爆发，当天有大量火山灰物质喷出。据此完成5～6题。 5．这些喷出的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是(　　) A．水圈、生物圈→大气圈→岩石圈 B．水圈、生物圈→岩石圈→大气圈 C．大气圈→水圈、生物圈→岩石圈 D．岩石圈→大气圈→水圈、生物圈 6．此次火山喷出的岩浆主要来源于(　　) A．岩石圈 B．地壳 C．软流层 D．地核 5．C　6.C　解析：第5题，火山灰是指由火山喷发且直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子。火山喷发后，火山灰首先冲入大气圈，在大气圈中蔓延，然后经重力和大气运动沉降进入生物圈和水圈，而后进入岩石圈，因此C项正确，A、B、D项错误。第6题，一般认为软流层可能是岩浆的主要源地，因此火山喷发出的岩浆主要来源于软流层，C项正确；软流层位于上地幔上部，而岩石圈位于软流层之上，地壳位于岩石圈上部，地壳和岩石圈的温度不足以形成大量岩浆，A、B项错误；地核位于地下2 900千米以下，其物质很难穿过上部物质到达地表形成岩浆，D项错误。 (2024·江苏无锡高一期末)图1为地震波典型时距曲线(表示地震时纵波和横波到达不同地震台站所需的时间)，图2为某次地震时，M、N、Q三地震台站测得不同的震中距(地面上任何一点到震中的直线距离)，并以此为半径绘成大小不同的圆。读图，完成7～9题。 7．若M台站测得纵波和横波时距差为4分钟，则M台站的震中距最接近(　　) A．1 500千米 B．2 500千米 C．3 500千米 D．4 500千米 8．依据M、N、Q三地震台站测得的震中距判断，此次地震震中位于(　　) A．① B．② C．③ D．④ 9．有关W1和W2的说法正确的是(　　) A．W1为纵波，传播速度较快 B．W1可通过固体、液体、气体 C．W2是横波，传播速度较慢 D．W2能穿越地壳、地幔、地核 7．B　8.B　9.D　解析：第7题，震中距为1 500千米时，纵波、横波到达时间差约为2.5分钟，A项错误；震中距为2 500千米时，纵波、横波到达时间差约为4分钟，B项正确；震中距为3 500千米时，纵波、横波到达时间差约为5分钟，C项错误；震中距为4 500千米时，纵波、横波到达时间差约为6分钟，D项错误。第8题，地震时M、N、Q三地震台站测得的震中距应与各个圆的半径对应。所以震中的位置应是到三地的距离等于各自的震中距，即是三个圆的交点，图中①②③④四地中，②地为三站测得的震中距圈交汇之地，因此此次地震震中位于②地，B项正确，A、C、D项错误。第9题，地核指从地下2 900千米古登堡界面以下向内到地心的地球核心部分。图中W2到达距离震中距5 000千米用时较少，波速更快，应该是纵波，则W1是横波，A、C项错误；横波W1只能在固体中传播，B项错误；纵波W2可在固体、液体、气体中传播，故可穿越地壳、地幔、地核，D项正确。 (2024·江苏南京高一期末)2023年11月，新疆阿克苏地区3－3XC井顺利完成地下钻探，钻至9 432米，刷新亚洲最深水平井记录。下图为地球内部(局部)地震波传播速度示意图。据此完成10～11题。 10．该井钻探过程中经过的地球内部圈层(　　) A．由坚硬的岩石构成 B．有岩浆发源地软流层 C．地震波速度变化大 D．大陆部分的厚度均一 11．根据地震波波速的变化，乙、丙所属圈层为(　　) A．地壳和地幔 B．地幔和地核 C．上地幔和下地幔 D．外核和内核 10．A　11.C　解析：第10题，根据材料“2023年11月，新疆阿克苏地区3－3XC井顺利完成地下钻探，钻至9 432米”分析，由于陆地地壳平均厚度约为39～41千米，故钻探深度位于地壳的范围，地壳是岩石圈的组成部分，主要由坚硬的岩石构成，A项正确。岩浆发源地软流层位于上地幔上部，B项错误。地震波速度变化较大的地方是不连续面，是地壳、地幔和地核的分界面，C项错误。大陆部分的地壳由于地表起伏不一，厚度并不均一，D项错误。第11题，地下33千米附近，纵波和横波向下速度加快；900千米附近，纵波和横波向下速度减缓；2 900千米附近，纵波速度骤减，横波完全消失；5 100千米附近，纵波波速增快。地震波传播速度变化说明节点上下的物质性质不同，由此划分出地球内部圈层，33千米附近为莫霍界面，划分地壳与地幔， 2 900千米附近为古登堡界面，划分地幔和地核。900千米深度为上地幔和下地幔的分界面。 学科网（北京）股份有限公司 $$