内容正文:
第5课时 地球的历史和圈层结构
1.化石和地质年代表
(1)地层:具有时间顺序的层状岩石。
(2)化石:在沉积岩的形成过程中,有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保存下来,形成化石。
(3)研究意义:通过研究地层和它们包含的化石,可以了解地球的生命历史和古地理环境。
(4)地质年代表
2.地球的演化历程
(1)前寒武纪
①时段:自地球诞生到距今5.41亿年,包括冥古宙、太古宙和元古宙。
②特征
时段
特征
冥古宙
只有一些有机质,无生命的迹象
太古宙
出现蓝细菌等原核生物
元古宙
演化出真核生物和多细胞生物
③矿产:是重要的成矿时期,铁、金、镍、铬等矿藏形成于该时期。
(2)古生代
①时段:距今5.41亿年—2.52亿年,分为早古生代和晚古生代。
②特征
时段
生物特征
早古
生代
早期
海洋无脊椎动物空前繁盛
晚期
陆地出现低等的植物,海洋仍是无脊椎动物的世界
晚古
生代
早期
鱼类大量繁衍
中期
出现两栖类
晚期
物种大灭绝,几乎95%的物种消失
③矿产:晚古生代,蕨类植物繁盛,是地质历史上重要的成煤期。
(3)中生代
①时段:距今2.52亿年—6600万年,分为三叠纪、侏罗纪、白垩纪。
②特征:爬行动物的时代,裸子植物极度兴盛。
③矿产:是主要的成煤期。
(4)新生代
①时段:距今6600万年至今,分为古近纪、新近纪和第四纪。
②特征:被子植物高度繁盛,第四纪出现了人类。
3.地球的内部圈层结构
(1)地震波
类型
传播特点
用途
方向
速度
介质
纵波
(P波)
传播方向与震动方向一致
较快
可通过固体、液体和气体传播
运用地震波在介质中传播速度的变化,推测其两侧物质的差异
横波
(S波)
传播方向与震动方向垂直
较慢
只能通过固体传播
(2)地球的内部圈层结构
①依据:地震波在地球内部波速的变化。
②界面:图中C为莫霍界面,D为古登堡界面。
③圈层:E为地壳,F为地幔,G+H为地核。
(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。
4.地球的外部圈层结构
(1)A:大气圈
①组成: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意义:使得地球上的温度变化和缓;提供了生物生存所需的氧气;大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象,与人类息息相关。
(2)B: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,还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。
②意义: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)C:生物圈
①概念:地球表层生物及其生存环境的总称。
②范围: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。
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。
考点一 地球的演化历程
体验高考 (2023·浙江6月选考)如图为广东某丹霞地貌景观图,该地貌主要发育于白垩纪的红色地层。该地质时期,当地主要受信风、副高控制。完成(1)~(2)题。
(1)该地貌景观的物质组成是( )
A.砂砾岩 B.石灰岩
C.石英岩 D.花岗岩
(2)该红色地层形成时期的气候特征为( )
A.冷湿 B.暖湿
C.冷干 D.暖干
思维流程
尝试解答 (1)________ (2)________
答案 (1)A (2)D
考教导引 本考点主要涉及高中地理人教版必修第一册第一章第三节“地球的历史”部分,其主要知识“地质年代表及地球的演化历程”,可以帮助我们认识地球环境的发展变化。高考常依据相关的图示,结合相关材料包含的信息,结合相关地质剖面图和地球生物演化示意图为背景,考查化石中的生物进化和地球的演化历程。
1.岩层新老关系的判断
(1)沉积岩是受沉积作用而形成的,因此一般的规律是岩层年龄越老,其位置越靠下;岩层年龄越新,其位置越靠上(接近地表)。
(2)侵入的岩层晚于被侵入的岩层。
(3)受岩浆活动高温、高压的影响而变质的岩层,晚于相邻的岩层。
2.地壳运动性质的判断
(1)若出现大面积成层岩石,说明形成岩层的时代地壳下沉。
(2)若岩层发生侵蚀,说明地壳上升。
(3)若某个年代的岩层缺失,说明该时期该地区地壳上升没有接受沉积;或者地壳曾经下沉,形成了该年代的岩层,后来该地地壳再次抬升,形成的岩层被侵蚀掉,造成缺失。
3.地球演化历程
4.生物演化历程
生物演化规律:由低级到高级,由简单到复杂;由海洋向陆地扩展;生物演化过程中经常出现此消彼长。
2023年3月16日,云南大学生命科学学院的脊椎动物研究团队在国际生物学著名期刊上发表论文,介绍了一具生活在侏罗纪早期的有甲类恐龙化石骨架。依据其头骨、脊椎和肢骨的特征,古生物学家认为这是一个新的有甲类恐龙属种,取名“科氏玉溪龙”。据此完成1~2题。
1.“科氏玉溪龙”生活的地质年代( )
A.海洋无脊椎动物繁盛
B.蕨类植物繁盛
C.裸子植物使陆地披上绿装
D.出现灵长类及人类
2.下列岩石中,最不可能发现“科氏玉溪龙”化石的是( )
A.页岩 B.砂岩
C.石灰岩 D.大理岩
解析:1.C 2.D 第1题,根据材料可知,“科氏玉溪龙”是恐龙,恐龙生活的地质年代为中生代,此时裸子植物繁盛,使陆地披上绿装,C正确;海洋无脊椎动物繁盛是早古生代,A错误;蕨类植物繁盛是晚古生代,B错误;出现灵长类及人类是新生代,D错误。第2题,结合所学知识,“科氏玉溪龙”化石应该存在于沉积岩中;页岩、砂岩、石灰岩是沉积岩。大理岩是变质岩,不存在化石。故选D。
新疆某地垄脊和沟槽地貌相间分布。垄脊和沟槽分别由侏罗系砂岩和泥岩组成,附近有多处同时期的含煤地层。某同学随科考人员在该地研学旅行时,拍摄了其中一处垄脊的照片。据此完成3~4题。
3.侏罗纪时期,该地自然环境特征是( )
A.温暖湿润,森林茂密
B.气候寒冷,冻土发育
C.炎热干燥,风沙频发
D.低温少雨,河网稀疏
4.图示垄脊地貌形成的主要原因是( )
A.板块张裂,岩浆沿断裂处侵入
B.地壳下沉,泥沙在较低处沉积
C.岩性坚硬,砂岩受侵蚀影响小
D.断层发育,砂岩两侧泥岩抬升
解析:3.A 4.C 第3题,注意材料信息“垄脊和沟槽分别由侏罗系砂岩和泥岩组成,附近有多处同时期的含煤地层”,同时期存在多处含煤地层,煤是地质历史时期森林植被等生物所固定下的太阳能,表明侏罗纪时期当地森林广布,气候温暖湿润。第4题,垄脊和沟槽分别由侏罗系砂岩和泥岩组成,相比于泥岩而言,砂岩岩性坚硬,抗风化、侵蚀强,受外力风化、侵蚀较弱,形成垄脊,泥岩岩性松软,易被外力侵蚀,形成沟槽,C正确;砂岩属于沉积岩,不是岩浆侵入形成,故A错误;该岩石形成于侏罗纪时期,目前出露地表,表明地壳整体抬升,并非下沉,故B错误;该地垄脊和沟槽的形成主要是外力差异侵蚀形成,故D错误。
考点二 地球的圈层结构
体验高考 (2019·北京卷)莫霍面深度不一。下图为长江中下游某区域莫霍面的等深线分布图。读图,回答下题。
据图可推断( )
A.①地地壳厚度最薄
B.②地金属矿产丰富
C.③地地幔深度最浅
D.④地地下水埋藏深
思维流程
尝试解答 ________
答案 B
考教导引 本考点主要涉及高中地理人教版必修第一册第一章第四节“地球的圈层结构”部分,其主要知识“地球的内部圈层、外部圈层”,是帮助我们认识地球环境整体性的基础。高考常依据人们对地球圈层的认识研究为设题情境,充分挖掘相关图示的显性和隐性信息,结合相关统计图联系人们对环境的研究,考查地球的内部圈层和地球圈层之间的关系。
1.地球内部圈层的划分及特征
(1)圈层划分
(2)各圈层的主要特点
圈层名称
特征
地壳
固体外壳;各圈层中厚度最小,其中大陆地壳较厚,大洋地壳较薄,平均厚度为17千米
地幔
上地幔
固态,上地幔上部存在一个软流层,物质处于熔融状态
下地幔
温度、压力、密度增大
地核
外核
呈熔融状态
内核
呈固态,温度很高,压力、密度很大
2.地壳的物质组成和结构特征
根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同,将地壳分为上下两层(如下图),这两层的物质组成和结构有着明显的区别(如下表)。
分层
名称
主要成分
密度
分布
上层
硅铝层
由硅、铝成分较多的花岗岩类组成
小
不连续分布;一般只出现在大陆地壳
下层
硅镁层
镁和铁的比重相对增加,由镁、铁、钙成分较多的玄武岩类组成
大
连续分布;大陆和大洋地壳中都有分布
下图是珠穆朗玛峰形成示意图。研究表明,内力作用是影响珠穆朗玛峰的主导作用,而且这一态势还将持续很长时间。据此完成1~3题。
1.青藏高原深层的甲处是地球内部结构中的( )
A.地壳 B.地幔
C.莫霍界面 D.古登堡界面
2.地质探测发现图中乙处岩石非常致密坚硬,是因为乙处( )
A.温度高 B.压强大
C.地层稳定 D.地层活跃
3.外力作用造成珠穆朗玛峰海拔( )
A.下降加快 B.下降减慢
C.上升加快 D.上升减慢
解析:1.B 2.B 3.D 第1题,由图示信息可知,甲处位于岩石圈的底部,而岩石圈是由地壳和上地幔顶部组成,由此可知,A错误,B正确;莫霍界面是地壳和地幔的分界,C错误;古登堡界面是地幔和地核的分界,D错误。第2题,由图中信息可知,乙处位于板块的消亡边界,岩石非常致密坚硬,是由于板块之间受到挤压,压强大,B正确。第3题,由所学知识可知,由于珠穆朗玛峰位于板块交界处,板块碰撞挤压使其高度不断上升,而外力作用中的风化、侵蚀作用将高山削低,会使珠穆朗玛峰海拔上升减慢,故选D。
2022年长江流域出现自1961年以来的罕见干旱,让壮美的洞庭湖在短短一个月内经历了“沧海桑田”的巨变,下图中本来该汪洋一片的南洞庭湖杆洲区域萎缩成草原,湖床已经干涸,苔草提前进入生长期,造成明显的生态隐患。据此完成4~5题。
4.结合材料,图中所体现出的地球圈层主要有( )
A.大气圈、水圈、生物圈
B.大气圈、水圈、岩石圈
C.水圈、岩石圈、生物圈
D.岩石圈、生物圈、大气圈
5.下列关于地球圈层说法合理的是( )
A.地球的外部圈层相互独立
B.水圈是连续而不规则的圈层
C.生物圈包括岩石圈上部和水圈的全部、大气圈的全部
D.岩石圈包括上地幔和地壳
解析:4.D 5.B 第4题,从材料中获取关键信息“图中本来该汪洋一片的南洞庭湖杆洲区域萎缩成草原,湖床已经干涸”,则说明图中暂且没有水圈了,图中所反映出来的圈层为岩石圈、大气圈、生物圈,D正确。第5题,地球的外部圈层相互联系,相互渗透,A错误;水圈是连续而不规则的圈层,B正确;生物圈包括岩石圈的上部、大气圈的底部和水圈的全部,C错误;岩石圈包括上地幔的顶部和地壳,D错误。
热点情境(01) 化石与地理环境
热点小链接 化石是地球历史的见证,它们记录了生命的演化和灭绝,也揭示了一些令人惊叹的奥秘。化石就像一个“时空指示器”,读懂了化石中的信息,就等于拥有了一台可以重返远古的时光机器!高考常以最新发现的化石遗址或科考人员的研究成果为命题背景,考查化石与古地理环境的关系,证实地球演化历程。
主体1 化石是地球环境的“监视器”
生物对环境变化极为灵敏,在环境发生变化时会发生迁徙,改变生活方式,或因不适应而走向灭绝。因此,生物的变化反过来又可以指示环境的变化,成为地球海陆变迁的“监视器”。例如,在青海可可西里海拔约5000米的汉台山和康特金等地,发现了深海相的石炭纪—二叠纪放射虫化石,在海拔约5300米的乌兰乌拉山地区发现了浅海—滨海相侏罗纪双壳类化石。由此可知,在这些化石沉积之后,该地区地壳上升了5000~6000米,由深邃的海洋隆起为高耸入云的高原,说明见证海陆变迁和地壳运动的幅度。
[应用1] 科学家团队在九江武宁地区约4.38亿年前的地层中发现真盔甲鱼类新属种化石并将其命名为“九江江夏鱼”。该鱼和之前发现于武汉地区的后棘江夏鱼均属曙鱼科,是一对失散了4.38亿年的江夏鱼“兄弟”,化石产地表明,它们“分家”各自演化的两地直线距离实际上不足200千米。据此完成1~3题。
1.江夏鱼大量繁衍的地质年代是( )
A.前寒武纪 B.古生代
C.中生代 D.新生代
2.根据“九江江夏鱼”和“后棘江夏鱼”的化石产地可合理推测( )
①“后棘江夏鱼”演变成两栖类动物独立进化
②4.38亿年前九江和武汉间曾经是连通的海洋
③泥沙淤积使九江和武汉间的海洋隔断
④地壳运动使九江和武汉间的海洋隔断
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
3.在野外寻找红层(红色的陆相碎屑沉积物)地貌需要重点关注( )
A.岩石颜色、岩层结构和构造
B.化石类型、岩石形成的地质年代
C.地貌类型、气候条件和植被
D.岩石粒径、地表起伏情况和海拔
解析:1.B 2.D 3.A 第1题,据材料可知,江夏鱼生活的时期在距今4.38亿年前,属于古生代(距今5.41亿年—2.52亿年),B正确。第2题,“后棘江夏鱼”属曙鱼科,没有演变成两栖类动物,①错误;“九江江夏鱼”和“后棘江夏鱼”均属曙鱼科,是一对失散了4.38亿年的江夏鱼“兄弟”,说明它们曾经生活在一起,4.38亿年前九江和武汉间曾经是连通的海洋,②正确;古生代期间地壳运动剧烈,许多地方反复上升和下沉,海陆格局发生了多次大的变迁,应是地壳运动使九江和武汉间的海洋隔断,而不是泥沙淤积使九江和武汉间的海洋隔断,③错误,④正确。故选D。第3题,红色的陆相碎屑沉积物为红色的沉积岩风化形成的碎屑物经外力堆积作用而形成,因此在野外寻找红层(红色的陆相碎屑沉积物)地貌需要重点关注岩石颜色(是否为红色)、岩层结构和构造(是否为沉积岩),而不需要关注化石类型、岩石形成的地质年代、地貌类型、气候条件和植被、岩石粒径、地表起伏情况和海拔。
主体2 化石是地球气候的“温度计”
温度是对生物生长最具影响的环境因素,不仅控制着生物的纬度分布,也决定了海洋生物和陆生生物垂直向上的分布。因此,生物可以划分为热带生物、温带生物和寒带生物,也可以分为喜暖生物和喜冷生物,甚至还有热泉生物和冷泉生物。当发现珊瑚、腕足类、头足类、棘皮动物等海洋生物化石时,无论发现地在何方,都表明该地曾是温暖的海洋环境。此外,化石的定向排列或定向弯曲,指示着化石埋葬时的水流方向;再沉积的化石,指示了水下或风暴搬运等活动。由植物形成的厚层煤,一般标志着一种湿热的气候。
[应用2] 在陕西某矿区,工人们发现在矿灯照耀下,夹在顶岩地层中的煤层乌黑发亮。经仔细辨认,人们还能看出银杏等裸子植物粗大的树干。据此回答4~5题。
4.该煤层形成的地质年代和该地质年代最繁盛的动物可能是( )
A.古生代、三叶虫
B.中生代、恐龙
C.新生代第三纪、哺乳类
D.新生代第四纪、鱼类
5.该煤层形成的古地理环境是( )
A.湿热的草原地区
B.温暖广阔的浅海区域
C.湿热的森林地区
D.干旱的陆地环境
解析:4.B 5.C 第4题,由材料可知,在煤层中看出银杏等裸子植物粗大的树干,银杏等裸子植物繁盛于中生代,中生代最繁盛的动物是恐龙,B正确。第5题,煤是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转变成的沉积有机矿产,该煤层中出现银杏,银杏为高大的树木,生长在温暖湿润的陆地,所以该煤层形成时地理环境是温暖湿润的森林地区,C正确。
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