内容正文:
地球的
圈层结构
The sphere
structure of the earth
第1章 第3节
课程标准
学习目标
运用示意图,说明地球的圈层结构。
1.了解地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层中的应用。
2. 运用地球的内部圈层结构和外部圈层结构的示意图,简要描述地球的圈层结构,说明各圈层的主要特点。
3.举例说明大气圈、岩石圈、水圈和生物圈等四大圈层之间的相互关系、相互影响的关系,并指出它们对人类生产生活的影响。
【自主学习】一、地球的内部圈层结构
1.地震波的概念?
3.划分地球内部圈层结构的依据?
2.地震波的分类及其特性?
自主学习:阅读课本P18-19关于“地球的内部圈层结构”的相关知识,解决以下几个问题。
4.地球内部圈层结构及其特征(分为哪几层,每层有哪些特征)?
5.软流层的位置?岩石圈的范围(组成部分)?
【自主学习】一、地球的内部圈层结构
1.地震波的概念?
地震发生时产生的一系列向四周辐射的弹性波即地震波。
2.地震波的分类及其特性?
地震波是地震能量的释放形式,按传播方式可分为纵波(P波)和横波(S波)
类型 纵波(P波) 横波(S波)
传播速度
传播介质
质点移动
速度较快
速度较慢
可以通过固体、液体和气体传播
只能通过固体传播介质
使地表物质上下震动
使地表物质左右摇摆
4
【问题探究】
陆地上的人是先感到上下颠簸,然后是左右摇晃;而海洋上只能感受到上下颠簸。
因为纵波传播速度快,可在固、液、气三态物质中传播,而横波只能在固态中传播。
当发生地震时,陆地上的人们会有什么感觉?如果是在海洋上的航行者会有什么感觉呢?试分析原因?
地震构造示意图
(1)请根据地震波的特性,判断图中的AB两条线表示的地震波类型,并说明判断依据。
(2)地震波的传播速度在什么位置出现了哪些明显变化?波速的这种变化说明了什么问题?
(3)请在图中找出不连续面,并尝试在图中绘制地球的内部圈层结构 。
【深度思考】一、地球的内部圈层结构
A为横波,B为纵波。横波传播速度较慢,只能通过固体物质传播;纵波传播速度较快,固体、液体和气体物质都能通过。
2900km,纵波突然下降,横波完全消失。
33km,横波和纵波明显加快。
说明地球内部物质状态发生了改变。例如,横波消失物质状态属于非固体。
【自主学习】一、地球的内部圈层结构
33
莫霍面
1)在大陆地面下平均33千米处,在这个不连续面下,横波和纵波的速度都明显增加,这个不连续面叫“莫霍界面”
2900
古登堡面
2)在地下约2900千米处,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”
地壳
地 幔
外核
内核
5150
(3)请在图中找出不连续面,并尝试在图中绘制地球的内部圈层结构 。
3.划分地球内部圈层结构的依据?
科学家通过对地震波传播速度的研究,把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
【知识梳理】一、地球的内部圈层结构
地壳(范围、地震波速度变化、特点)
地面以下、莫霍面以上由岩石组成的固体外壳。
地震波传播速度较稳定。到莫霍面,突然加速。
地壳平均厚度17千米。大陆地壳较厚,平均厚度39~41千米,高山、高原地区(如青藏高原)地壳最厚处可达70千米;大洋地壳较薄,平均厚度为5~10千米。海拔越高,地壳越厚;海拔越低,地壳越薄。
【拓展延伸】地壳的物质组成和结构特征
分层 名称 主要成分 密度 分布
上层 由硅、铝成分较多的花岗岩类组成 小 不连续分布;在大洋底部非常罕见,即使有也非常薄
下层 由镁、铁、钙成分较多的玄武岩类组成 大 连续分布;在大陆和大洋地壳中都有分布
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)。
硅铝层
硅镁层
【知识梳理】一、地球的内部圈层结构
地幔(范围、地震波速度变化、特点)
介于地壳和地核之间的圈层,莫霍面以下到古登堡面(2900千米)以上
地幔能传播横波,具有固态特征
地幔分为上地幔和下地幔。上地幔上部存在一个软流层(熔融状态、80-400km),一般认为这里可能是岩浆的主要发源地
2900
400
80
深度/千米
莫霍面
软流层
地幔
古登堡面
大洋地壳
大陆地壳
17
岩石圈的范围?软流层、地壳和岩石圈之间有什么关系?
【综合思维】软流层、地壳与岩石圈的关系
岩石圈:上地幔上部存在一个软流层,一般认为是岩浆发源地。岩石圈位于软流层之上。岩石圈包含地壳的全部。地壳和上地幔顶部(软流层以上)由岩石组成的部分,合称岩石圈。
读图,归纳岩石圈的范围,并说明软流层、地壳和岩石圈之间的关系
【核心探究】震源深度的判断
材料:2020年4月20日,日本宫城县外海发生6.1级地震。日本气象厅称,这场强烈地震最初估计为7.2级,于当地时间5点39分在宫城县附近的太平洋海域发生,震源深度约50千米,并发布了海啸波浪约一米的警告。
思考:此次地震位于地球内部圈层的哪一层?请说明判断依据。
地幔。地壳平均厚度约17千米,而大洋地壳平均厚度约为5~10千米,故此次地震震源位于地幔。
【知识梳理】一、地球的内部圈层结构
地核(范围、地震波速度变化、特点)
地球核心部分,古登堡面所包围的球体。科学家推测,组成地核的物质,可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。
地核又分为内核和外核。
横波不能在外核中传播,表明外核的物质在高压和高温下呈液态。它们相对于地壳的“流动”可能是地球磁场产生的主要原因。
一般认为地球内核呈固态。
13
地球内部圈层 不连续面 深度 地震波速度变化 特征
地壳 大陆地壳:平均33km
大洋地壳:约5-10km
海陆平均:17km ①固体外壳;
②厚度最小,其中大陆地壳较厚,大洋地壳较薄,大陆地壳为双层(上层硅铝层、下层硅镁层),大洋地壳只有硅镁层;
地幔 平均厚度2900km ①固态,上地幔上部存在一个软流层,物质处于熔融状态;
②下地幔温度、压力、密度很大;
地核 平均厚度3400km 外核呈液态;
内核呈固态,温度很高,压力、密度很大
【知识小结】地球内部圈层分层及特点
莫霍界面
古登堡界面
纵波和横波速度明显加快
纵波速度突然下降,横波消失
地球内部圈层
地壳
地核
地幔
上地幔
下地幔
内核
外核
顶部,软
流层以上
岩
石
圈
莫霍界面
古登堡界面
【知识小结】地球内部圈层分层及特点
【自主学习】二、地球的外部圈层
阅读教材20页,思考下列问题
1.地球外部可以划分为哪几个圈层?
2.各圈层的组成及特点分别有哪些?
外部圈层:
内部圈层:
地球圈层结构
大气圈、生物圈、水圈
地壳、地幔、地核
1.大气圈:指环绕地球外部的气体圈层。由气体和悬浮物组成的复杂的系统,主要成分是氧和氮。为生物提供所必须的氧气。存在各种天气现象。
2.作用:大气圈是地球生命的保护伞,它避免了地球上的生物受过多紫外线的影响,减少了小天体对地球表面的撞击。还使地表昼夜温差不至于过大,从而保护了地球上的生命。
【知识梳理】二、地球的外部圈层—大气圈
思考:什么是大气圈?结合课本和第一节的相关知识说一说大气圈对地球的主要作用?
水圈:由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层,水圈处于不间断的循环运动之中。通过水循环可以塑造地表形态,促进地表物质迁移与能量交换等。
连续:指地球上的各种水体通过水循环相互联系在一起
不规则:指地球上的水时空分布不均。
【知识梳理】二、地球的外部圈层—水圈
生物圈:地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈渗透于大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部,厚度约20千米。生物绝大部分集中地面以上100米到水面以下200米范围。这一薄层处在大气圈、水圈、岩石圈接触带,是生物圈核心部分。生物圈是自然地理环境系统中最活跃的圈层。
【知识梳理】二、地球的外部圈层—生物圈
概念 组成 其他
大气圈 由气体和悬浮物质 组成 主要成分是氮气和氧气 大气上界:2000~3000km的高空,密度和压力随高度的增加迅速下降
水圈 地表和近 地表的各 种形态水 体的总称 主体是海洋,还包括陆地上的河流、湖 泊 、沼 泽 、冰川、地下水等 连续但不规则,陆地水与人类关系最密切
生物圈(地球上最大的生态系统) 地球表层 生物及其 生存环境 的总称 生物及生存环境 分布于地壳、大气圈和水圈中
最活跃的圈层:核心部分:地面以上100m到水面以下200m
【知识小结】地球的外部圈层
下图是一张地表环境的图片。请说出图片中各个圈层的代表性地物,并依据图片信息举例说明圈层间的相互联系。
图1-3-5 青藏高原羊卓雍错
图片中包含大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。其中大气圈的代表地物有空气、蓝天、白云等;水圈的代表性地物有湖泊、地下水等;岩石圈代表性的地物有岩石等;生物圈中有青草和牛羊等;当然,放牧牛羊的人也属于生物圈。对于人类而言,这四大圈层构成了人类赖以生存的地表环境。
【活动探究】圈层之间的相互作用关系
尘 埃
降水、风能
矿物质
水
降水、热能
水汽、热能
二氧化碳等气体、降水
氧气等气体
有机物
无机物
有机物
水、无机盐
【知识梳理】四大圈层关系
生物圈
大气圈
水 圈
岩石圈
大气圈、水圈、生物圈是地球的外部圈层。“落红不是无情物,化作春泥更护花”反映了外部圈层间相互联系、相互制约的关系。右图是地球圈层间的物质交换示意图,图中序号①②③代表外部圈层。
1.右图中①②③分别代表哪个外部圈层?
①为水圈,②为生物圈,③为大气圈。
2.连接地球内部圈层和外部圈层结构的圈层是哪个圈层?
“落红不是无情物,化作春泥更护花”反映的是哪两个圈层之间的关系?
岩石圈。岩石圈和生物圈。
3.在外部圈层中,最活跃的圈层是_______。
生物圈
【核心探究】四大圈层的联系
【课堂小结】
$$