1.3 地球的圈层结构 课件 2024-2025学年高一上学期地理湘教版（2019）必修第一册

新课导入 上天有路 下海有法 入地无门 俗话说得好 ? 可上九天揽月 可下五洋捉鳖 如何了解地球内部的情况? 挖吗？ 世界上最深的钻井就是位于俄罗斯库页岛上的OP-11油井，其深度是达到了12345米，为世界上钻地最深的油井，也是世界最深钻井。 用地震波给地球做“CT” 1.3 地球的圈层结构 第一章 宇宙中的地球 课程标准：运用示意图，说明地球的圈层结构。 学习目标： 1.了解地震和地震波的相关知识，学习防震减灾意识； 2.利用地震波波速变化图，说明地球内部圈层的划分依据及特点 3. 明确地球外部圈层的组成、特点及其关系，认识地球的自然环境。 3 1、什么是地震？ 地壳快速释放能量过程中造成的地面震动。 ▲地震发生示意图 一、地震和地震波 2、地震怎么形成？ 岩层受力 岩层断裂或错位 以地震波的形式释放内能 地 震 板块挤压碰撞 超过岩石 自身的承受限度 板块交界处的地壳极不稳定，易造成地壳内部错动和破裂。 环太平洋地震带 地中海—喜马拉雅地震带 3、地震主要分布？ 中国主要地震带 学习完地震的概念，我们来学习看地震的分布。环太平洋地震带和地中海喜马拉雅地震带、大洋海岭地震带。这些地震带的分布跟什么有关？基本与板块边界吻合。板块内部是相对稳定的，而板块的交界处，地壳运动活跃，所以地震频发。 时间: 2008.05.12 14时28分4秒 震中: 四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县 震级: 8.0级 震源深度: 14千米 震中烈度: 11度 人员伤亡: 近7万人遇难， 37万多人受伤， 近2万人失踪 直接经济损失: 8452.15亿元 震源 地球内部岩层破裂引起震动的地方称为震源 震中 地面正对着震源的那一点称为震中 震源深度 震源到地面的垂直距离称为震源深度 震源深度 震源 震中 ▲地震构造示意 震中距 地面上任何一点到震中的直线距离称为震中距 震中距 等震线 把地面破坏程度相似的各点连接起来的曲线称为等震线 等震线 地震波 地震基本概念 7 衡量地震大小的两个指标 震级：地震释放的能量大小 震级相差1级，能量相差32倍 ② 烈度：地震时某一地区地面受到的影响和破坏程度 一次地震只有一个震级，但可以有多个烈度 地震烈度的大小与震级、震源深度等有直接关系 受地质构造、地面建筑等影响，在震中距相同的地方，地震烈度有时相差很大 震级好像不同瓦数的电灯泡，瓦数越高，亮度越大 烈度好像屋子受灯泡照亮的程度，对同一个灯泡来说，距离越近，亮度越大，距离越远，亮度越小 8 地震的能量以波的形式向外传播，形成地震波 。 地面出现的各种破坏现象，都是地震波的冲击造成的。 认识地震波 地震波 质点震动方向与传播方向垂直的波 质点震动方向与传播方向一致的波 纵波(P) 横波(S) 分类 传播速度 传播介质 共同点 横波 纵波 给人上下震动/颠簸的感觉 给人左右摇晃的感觉 较慢 较快 固体 固体、液体、气体 都随所通过介质的性质而改变 阅读教材P25，归纳地震波的类型和特点 10 思考1：观看视频，观察地物发生哪些变化？推测可能与哪种地震波有关？ A. 先上下颠簸，后左右摇晃 B. 先左右摇晃，后上下颠簸 C. 上下颠簸 D. 左右摇晃 某地地下30km处发生地震，这时： 地面上的人会感觉到（ ）； 附近的飞鸟和池塘里的游鱼会感觉到：（ ） A C 练一练 问题来了，某地地下30km处发生地震，这时：地面上的人会感觉到（A. 先上下颠簸，后左右摇晃 ）；附近的飞鸟和池塘里的游鱼会感觉到：（C. 上下颠簸 ） 12 思考2：如何借助地震波了解地球内部结构？ 地幔 外核 内核 地震波在不同介质中传播速度不同，不同介质所能传播的地震波也不同。因此我们可以通过地震波的反馈来推测地球内部的结构和物质组成。 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 3 6 9 12 15 深度：km 速度：km/s 地壳 地幔 外核 内核 2900km 莫霍界面 古登堡界面 ▲地震波的传播速度与地球内部圈层的划分 5150km 纵波(P) 横波(S) 17km 波速发生明显变化的界面称为不连续面。位置？波速变化？ 二、地球的内部圈层 横、纵波明显增加 纵波突然下降，横波完全消失 我们已经了解了横波纵波的特性，现在就要利用横波纵波在不同地层介质传播速度的变化划分地球内部圈层。 首先在33km处，划分了第一个界面，叫做莫霍界面。从这个界面开始，横、纵波明显增加。划分了地壳和地幔两部分。 接着在2900km处划分了第二个界面，叫做古登堡界面。通过这个界面时，纵波突然下降，横波完全消失，划分了地幔和地核两部分。 当然，细心的同学会发现，在5150km还划分了一个面，把内核和外核区分开了，这个部分知道即可。 14 地幔是固体，外核是（高温高压下）液态或熔融状态。 地壳 地幔 外核 内核 莫霍界面 古登堡界面 2.请推测地幔和地核（外核）的物质状态。 1.在莫霍界面和古登堡界面，地震波波速突然变化说明了什么问题？ 说明其上下层的物质组成、结构、性质、状态可能存在很大差异，这两个界面可以作为地球内部圈层划分的依据。 探究 地幔物质是固态，地核物质状态可能是液态。因为横波能通过地幔，而不能通过地核。 15 地球的内部圈层结构——地壳 大陆地壳：双层 大洋地壳：单层 莫霍界面 上层： 硅铝层 下层：硅镁层 地壳 地壳厚薄不一：海洋地壳薄，一般为5-10千米；大陆地壳厚，平均厚度为39-41千米，有高大山脉的地方地壳会更厚，最厚达70千米。海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄。 ▲地壳单层、双层结构示意图 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；在大洋底部非常罕见，即使有也非常薄 下层 硅镁层 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 岩石圈包括地壳的全部和上地幔的顶部,由坚硬的岩石组成。 软流层位于上地幔上部，科学家推断，软流层是岩浆的主要发源地，地球板块的运动与之相关。 400 300 200 100 深度/千米 大洋地壳 大陆地壳 莫霍面 软流层 岩石圈 上地幔 上地幔顶部 岩石圈=地壳+上地幔顶部=软流层以上部分 ▲岩石圈和软流层的位置、结构示意图 现在请同学来回答。 误区：软流层给人“液态”印象，但为什么能通过横波？ 解析：软流层所在深度温度、压力极大，强大的压力下，岩面处于一种潜在融熔态，就像烧红的玻璃，既不是液态，又有可塑性，以岩浆形式喷出时，由于压力减小，这种可塑性岩石转化成液态。 17 深度/km 0 80 400 900 2900 5150 6371 地壳 软流层 岩石圈 上 地 幔 下 地 幔 外 核 内 核 地 幔 地 核 地 壳 莫霍界面以外，平均厚度为17km 大洋地壳薄，平均厚度5～10km 大陆地壳厚，平均厚度39～41km，最厚70km 地 幔 莫霍界面至2900千米处的古登堡界面 占地球总体积80%，分上地幔与下地幔 上地幔上部的软流层可能是岩浆主要发源地 地 核 由铁、镍等金属组成 厚度约3400多千米，分外核与内核 外核为液态或熔融状态（磁场），内核为固态 ▲地球的内部圈层结构示意图 同学们作了细致的观察和分析，回答得很正确。我们下面作一个全面的分析。 地壳：莫霍面以上，由岩石组成。大陆部分的平均厚度为33 km，大洋地壳的平均厚度为5～8 km，整个地壳平均厚度为17 km。地壳最厚的地方在青藏高原，最薄：马里亚纳海沟。地壳又分为双层结构：上层是硅铝层，下层是硅镁层，在大陆地壳中，两个层次都有；在大洋地壳中，硅铝层变薄甚至缺失。所以大洋地壳比较薄。 地幔：地幔的范围是从莫霍面到古登堡面，它位于地壳与地核之间，是三大圈层中的中间层，厚度为2800多千米。根据地震波的传播状况可把地幔分为上地幔和下地幔两层，地幔圈占了地球大部分的质量。在上地幔的上部，有一个物质呈融熔状态的软流层，一般认为软流层是岩浆和地震的发源地。 软流层物质仍是岩石（主要是橄榄岩、榴辉岩等），为硅酸盐类、氧化物等。由于这层放射性元素大量集中蜕变生热温度高，岩石处于塑性状态，局部地区呈融熔流动状态，犹如倾倒的浆糊。根据地震波变化情况推测，软流层物质的物理性状与上下层物质都不同，并构成一个圈层，在地质构造学中称软流圈。软流圈层厚度范围并不是从莫霍面算起，约在地下80～400 km，它属上地幔部分，但位置并不在地幔的顶部。 因此，软流圈层与地壳之间（即与莫霍面之间）还有一层物质存在，即上地幔的顶部，也是岩石，并构成了 一个圈层，它和地壳共同组成了岩石圈。 岩石圈是指软流层以上的部分，物质由岩石组成，包括地壳的全部和上地幔的顶部。 地核：因为横波不能通过外核，所以外核部分呈液态，主要成分是铁镍等重金属元素，而液态铁的运动形成一个巨大的磁场。因为地震波速度在内核处加快，随着深度增加，压力和密度都增大，其熔点升高得比温度升得快，所以内核呈固态。 18 通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界，划分为大气圈、水圈和生物圈三个圈层，统称为地球的外部圈层。 地壳之外还可以怎么划分圈层？ 三、地球的外部圈层 大气圈是包裹地球的气体层，由气体和悬浮物组成的，主要成分是氮气和氧气。 大气圈的厚度大约2000-3000km，随海拔升高，大气密度减小，气压降低。 大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象 ，与人类息息相关。 20 水圈由液态水、固态水和气态水组成。 按存在位置和状态分海洋水、陆地水、大气水和生物水。 水圈是连续但不规则的圈层。 21 生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称。 生物圈并不单独占有任何空间，渗透在大气圈的底部、水圈的全部与岩石圈的上部。生物圈是最活跃的圈层。 22 大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 探究：感知地球圈层与自然环境 说出画面中有哪些事物?宏观上，它们分属于哪些外部圈层(大气圈、水圈、生物圈)或过渡圈层(岩石圈) ?从微观上，它们又属于哪些自然地理要素(气候、地形、土壤、 水文、生物) ?各事物之间是否存 在联系? 地理事物 圈层（宏观） 自然地理要素（微观） 云层 大气圈 气候 积雪 水圈 水文 湖泊 水圈 水文 山体 岩石圈 地形 土壤 岩石圈 土壤 树木 生物圈 生物 23 地球的各圈层联系 地球各圈层 相互联系、相互渗透 共同构成人类赖以生存 和发展的自然环境 课堂小结 外部圈层 地震和地震波 地震 生物圈 大气圈 水圈 纵波（P波）、 横波（S波） 古登堡面 莫霍面 地壳 地幔 地核 岩石圈 记忆：一波二面三层四圈 内部圈层 地震波 震级、烈度、震源深度 震中、震源、震中距 地球的圈层结构 据中国地震台网正式测定，2023年4月22日13时4分，台湾海峡南部发生4.7级地震，震源深度10公里。完成下面小题。 1.这次地震的震源位于( ) A.地壳 B.地幔 C.外核 D.内核 2.仅考虑地震波的影响，地震发生时位于台湾海峡轮船上的小李会感觉到( ) A.左右摇晃 B.先左右摇晃后上下颠簸 C.上下颠簸 D.先上下颠簸后左右摇晃 当堂检测： A C 读“某地地震波速度随深度的变化图”，完成： 3、图中曲线表示的地震波是：（ ） A、纵波 B、横波 C、纵波和横波 D、无法判断 4、莫霍界面大约位于该地地下：（ ） A、5Km处 B、17Km处 C、33Km处 D、2900Km处 B A 根据地震波传播的特点，人们总结了地震救援领域的“黄金12秒”，即地震发生后，建筑物并不会马上倒塌，一般都要间隔 10 多秒的时间，这样在低楼层的居民可以迅速逃离。下图为地震构造示意图。 5．“黄金12 秒”利用的原理是（ ） A．地震波的传播速度很慢 B．横波比纵波传播速度慢 C．横波只能在固体中传播 D．纵波比横波传播速度慢 6．同样等级的地震，造成破坏严重的原因有（ ） ①人口密集 ②震源较浅 ③震中距小 ④经济落后 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ B A 北京时间2020年5月24日，希腊克里特岛附近海域发生5.2级地震，震源深度20千米，如图为震中所在区域图，●为震中。读图回答7～8题。 7．本次地震的震源位于（ ） A. 地壳 B. 上地幔 C. 下地幔 D. 软流层 8．本次地震发生时，地震波在传播过程中经过莫霍面时波速变化是 （ ） A. 纵波、橫波波速均变小 B. 纵波波速变大、横波波速变小 C. 纵波、横波波速均变大 D. 纵波波速变小、横波波速变大 B A 地球各个圈层相互联系，相互影响，共同构成了一个整体，读下图完成下题。 9．①圈层的主要特点是（    ） A．由气体和悬浮物质组成 B．连续但不规则 C．能够进行光合作用 D．由坚硬岩石组成 10．“落红不是无情物，化作春泥更护花”反映的圈层关系是（    ） A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 11．关于图中各圈层的关系，叙述正确的是（    ） A．③圈层单独占有空间 B．各圈层上下平行分布 C．各圈层相互渗透 D．都属于地球的外部圈层 B D C 2017年6月19日上午，海拔3283米的俄罗斯舍维留奇火山喷发出高达15000米的灰柱，场面极为壮观。此次喷发并未造成人员伤亡，也没有对航空造成影响，但火山灰降落下来，对环境的污染时必然的。据此完成下面小题。 12．组成该山体岩石的物质直接来自（ ） A．岩石圈 B．地核 C．地壳 D．软流层 13．这些喷发出来的火山灰物质在地球圈 层中迁移的顺序是（ ） A．大气圈→水圈、生物圈→岩石圈 B．岩石圈→大气圈→水圈、生物圈 C．水圈、生物圈→大气圈→岩石圈 D．水圈、生物圈→岩石圈→大气圈 D A 14．图示地区的软流层的深度 A．由东向西逐渐增大 B．由北向南逐渐增大 C．由西向东逐渐增大 D．由南向北逐渐增大 15．若绘制地壳厚度剖面图，其 0 千米为 A．海平面 B．莫霍界面 C．岩石圈底部 D．软流层下部 我国大陆部分地壳厚度线图 A B 地震逃生指南 补充：地震预警，不能预报 那么，当地震发生时，我们该如何科学的防避，安全的逃生？我们通过一段视频来了解。 简单总结——所以当地震发生时，最重要的是保持理性的头脑，采用科学的方法安全逃生，尽可能减轻灾害对我们的伤害。 地震确实会给我们带来不同程度的破坏，但是科学家却可以利用地震波的传播特质来研究地球的内部构造，将地球内部圈层做了具体划分。接下来来看第二部分内容——地球的内部圈层 Lavf58.12.100 Lavf58.28.100 Lavf58.20.100 $$