1.3 地球的圈层结构课件2024-2025学年高中地理湘教版（2019）必修一

第一章 宇宙中的地球 The sphere structure of the earth 1 自1970年起，苏联在科拉半岛进行科学钻探，其中最深的一个钻井达12262米。它当时是世界上最深的钻井。该纪录先后被卡塔尔的油井（12289米）和俄罗斯的油井（12345米）打破。截止2016年，科拉超深钻井的深度居世界第三位。 科拉超深钻孔 Kola Superdeep Borehole 地球的平均半径是6371千米。 俗话说：“上天有路，入地无门。”，在“入地无门”的情况下，科学家是通过什么方式来认识地球的内部结构呢？ 地球的内部结构究竟是怎样的呢？ 课程标准： 运用示意图，说明地球的圈层结构。 核心素养： 人地协调观、综合思维：在日常生活情境中，能辨识地球各圈层特征，以及这些特征对人类活动的影响。 区域认知：能说出地区各圈层的空间分布特征，了解自然地理环境存在不同的空间尺度。 地理实践力：收集相关信息，用合适的材料和工具，制作地球圈层结构模型。 教学目标： 1 了解地震波的基本特征，并能说明科学家如何利用地震波来研究地球内部圈层结构。 2 掌握地球内部圈层的划分及其主要特征。 3 了解地球的外部圈层结构，掌握其特征。 地震和地震波 地球的内部圈层 地球的外部圈层 目录 地震和地震波 Earthquakes and seismic waves 壹 01 地震 Earthquake 地震：是地壳快速释放能量过程中造成的地面震动，是一种危害和影响巨大的自然灾害。 震级：地震释放出来的能量越大，震级越高。 烈度：地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度，用烈度表示。一次地震，可以有多个烈度。 区别：震级和烈度相同吗？ 不同 烈度：是地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度。一次地震可以有多个烈度。（原因：房屋建筑的地基坚固程度、设计好坏、抗震结构和施工质量等，都会影响到地震的破坏程度。） 震级：地震的大小。地震释放出来的能量越大，震级越高。一次地震，只有一个震级。 地球内部岩石发生断裂引起震动的地方，称为震源。 从震中到震源的垂直距离，称为震源深度。 震源在地面上的垂直投影，即地面正对着震源的那一点，称为震中。 从观测点（如地震台）到震中的直线距离称为震中距。 将烈度相同的点连成封闭的曲线，称为等震线。 全球板块分布及运动、火山地震分布示意图 Global plate distribution, movement, volcano and earthquake distribution 02 地震波 Earthquake Wave 地震的能量以波动的方式向外传播，形成地震波。 地震波有纵波（P波）和横波（S波）之分。 横波和纵波的异同 名称 传播速度 传播介质 运动方向 破坏强度 共同点 纵波（P波） 横波（S波） 较快 较慢 固体、 液体、 气体 固体 上下颠簸 左右摇晃 较弱 较强 速度都随所通过物质的性质发生而变化 ①当地震发生时，陆地上的人们会有什么感觉? ②如果是在海洋上的航行者会有什么感觉呢？ 陆地上的人首先感受到上下颠簸，然后左右摇晃。因为纵波传播的速度快。 海洋上的人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。 想一想 02 地震波 Earthquake Wave 研究地球内部结构的依据： 地震波在不同介质中的传播速度不同；地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和折射现象。科学家利用地震波的上述性质，通过对地震波的精确测量，“透视”了地球内部的结构。 地球的内部圈层 The inner sphere of the earth 贰 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、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为莫霍面和古登堡面。 2.1利用地震波探索地内结构 Part2 横波 纵波 0 3 6 9 12 15 速度/km•S-1 1000 2000 3000 4000 5000 6000 深度/km 6371 17 2900 5150 在17km和2900km附近，地震波的速度发生了突然的变化，这说明了什么问题？ 地震波波速的突然变化说明了所通过的物质的状态不同。 横波 纵波 0 3 6 9 12 15 速度/km•S-1 1000 2000 3000 4000 5000 6000 深度/km 6371 内核 外核 地幔 地壳 莫霍界面17km 古登堡界面2900km 地面 地心 17 2900 5150 横波、纵波速度突然变大 横波突然消失 纵波速度突然减小 地壳 地幔 地核 深度/km 0 80 400 900 2900 5150 6370 地壳 软流层 岩石圈 上 地 幔 下 地 幔 外 核 内 核 地 幔 地 核 地壳 莫霍界面以上，平均17千米 大洋地壳薄，5～10千米 大陆地壳厚，平均39～41千米， 最厚达70千米 海拔越高，地壳越厚 海拔越低，地壳越薄 2.3地壳及特点 Part2 2.组成地壳的主要元素有哪些？ 氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁 （巧记：养闺女贴给那家美？） 上层： 下层： 3.地壳可分为哪两层？它们的分布有什么不同？ 只存在于 上。 存在于 和 底部。 大陆 大陆 大洋 硅铝层，不连续， 硅镁层，连续， 26页阅读：组成地壳的元素 Material composition and structural characteristics of the crust 深度/km 0 80 400 900 2900 5150 6370 地壳 软流层 岩石圈 上 地 幔 下 地 幔 外 核 内 核 地 幔 地 核 地幔 莫霍界面以下至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 岩石圈=地壳+上地幔顶部（即软流层以上） 软流层、地壳与岩石圈 Asthenosphere, crust and lithosphere 岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。 包括地壳的全部和上地幔的顶部，由花岗质岩、玄武质岩组成。 岩石圈=地壳+上地幔顶部（软流层以上） 深度/km 0 80 400 900 2900 5150 6370 地壳 软流层 岩石圈 上 地 幔 下 地 幔 外 核 内 核 地 幔 地 核 地核 由铁、镍等金属组成 厚度约3400多千米（最厚）， 分外核与内核 外核为液态或熔融状态，内核为固态 外核相对于地壳“流动”，可能是地磁场产生的主要原因。 活动探究 如图，我们将煮熟的鸡蛋一切两半，便会呈现蛋壳、蛋白、蛋黄三个圈层。 结合所学知识和生活常识，比较煮熟的鸡蛋与地球内部圈层的异同。 相同点 不同点 地核呈液态或熔融状态，蛋黄呈固态。 地球内部圈层从外到内分为地壳、地幔、地核三个圈层；煮熟的鸡蛋从外到内分为蛋壳、蛋白、蛋黄三个圈层。 地球内部圈层构造示意图 Schematic diagram of the inner circle structure of the earth 地壳：固态 地幔：熔融状态 外核：液态 内核：固态 2.小结 Part2 岩石圈 地壳+上地幔顶部 硅铝层：不连续 硅镁层：连续 地壳 元素组成：氧硅铝铁钙钠钾镁 莫霍面: 平均深度33km 软流层：厚度：80~400km 古登堡面 外核：液态或熔融态 可能是地球磁场产生的原因 固态，温度高，压力、密度很大 地幔：铁、镁的硅酸盐类物质，固态 地核：铁镍核心 2900km 6371km 深度≠地壳厚度；洋壳上面还有海水 = 上地幔 下地幔 岩浆的发源地之一 固态外壳 厚度：海拔越高，地壳越厚 陆壳平均39～41km，洋壳平均5～10km，全球平均17km 2.小结 Part2 近液态 岩浆源地 地球磁场产生地 读“地震波速度与地球内部构造图”，回答下列各题。 （1）指出图中A、B各代表什么地震波： A ，B 。 （2）A和B两种地震波大约在地下 千米处，速度明显加快， 从而发现了C 不连续面。 （3）在2900千米深处，A波和B波发生了什么变化? A ，B 。从而发现了 D 　 不连续面。 （4）C面以上为 　 ， C面和D面之间为 ， D面以下为　 。 横波 纵波 莫霍面 33 纵波速度突然减小 横波突然消失 古登堡面 　 地核 地幔 地壳 新课讲授 作者编号：39002 读地球圈层结构示意图,回答1～2题。 1.图中数码所代表的地球圈层正确的是(　　) A.①为地壳 B.②为岩石圈 C.③为软流层 D.④为下地幔 2.下列关于地球圈层特点的叙述,正确的是(　 ) A.①圈层气温随高度增加而递减 B.②圈层的厚度陆地较海洋大 C.③圈层横波不能穿过 D.④圈层的物质状态为固体 C 解析：-33 km为莫霍界面所处的位置,②位于-33 km以上,应为地壳,而岩石圈包括地壳和上地幔上部的软流层。③位于上地幔上部,可判断为软流层。-2900 km为古登堡界面所在的位置,可判断④⑤为地核,其中④为外核,⑤为内核。 B 解析:①为大气平流层,气温随高度增加而增加;②为地壳,从图中可以看出陆地比海洋厚;③为软流层,纵波和横波都能穿过;外核(④层)的成分虽以铁、镍为主,但呈液态,横波不能穿过。 2021年8月4日4时33分，日本本州东岸近海（36.20°N，141.95°E）发生5.8级地震，震源深度20千米。完成3～4题。 3．此次地震的震源位于地球内部圈层中的（ ） A．外核 B．岩石圈 C．软流层 D．下地幔 4．图示四地，地震波传播速度最快的位置是（ ） A．① B．② C．③ D．④ 答案：3.B 4.C 解析：1.此次震源深度20千米。岩石圈平均厚度约100~110千米，地壳＋上地幔顶部，因此此次地震的震源位于岩石圈。 2．地震波传播速度因传播介质变化而变化，与地壳相比，地幔物质更加致密，因此地震波的传播速度较快，而向下传播速度增快。图中①、②位于莫霍界面以上，属于地壳部分，④位于莫霍界面上，③位于莫霍界面以下，属于地幔部分，因此四地中地震波传播速度最快的位置是③，C符合题意，排除ABD。故选C。 北京时间2021年9月16日，四川泸县（29.2°N，105.34°E）发生的6.0级地震，震源深度10千米。下图为泸县及周边区域简图。完成5～6小题。 5．此次地震震源所在圈层（ ） A．硅酸盐类矿物分布最广 B．平均厚度为60-70千米 C．呈固态位于莫霍面以下 D．硅镁层在上硅铝层在下 6．此次地震（ ） A．只有一个烈度 B．虚线圈内区域破坏程度相同 C．可能引发海啸 D．可能诱发贡嘎山雪崩 答案：5.A 6.D 解析：5．大陆地壳平均厚度为39—41km，所以震源位于所在圈层是岩石圈；岩石圈以硅酸盐类矿物分布最广。岩石圈的平均厚度为60~120千米。岩石圈包括莫霍面以上的地壳和莫霍面以下的上地幔顶部，都呈固态。硅镁层位于硅铝层在下部。 6．一次地震只有一个震级，可以有多个烈度。虚线圈是距离震源距离相同的点连成的线，虚线圈内区域距离震源越近，破坏程度越大。海底火山、地震有可能引发海啸，本次地震发生在四川泸县，在我国内陆地区。由于震源距离贡嘎山较近，所以可能诱发贡嘎山雪崩。 地球的外部圈层 The outer sphere of the earth 叁 地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等 大气圈、水圈、生物圈和岩石圈构成自然环境。 01 大气圈 Atmosphere 2000-3000千米为大气圈的上界。 海拔越高，大气密度越小，气压越低； 大气圈是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 大气圈笼罩着地球，使得地球上的温度变化和缓（昼夜温差小）； 提供了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 02 水圈 Hydrosphere 由液态水、固态水和气态水组成。 按照它们存在的位置和状态，可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水，其主体是海洋。 陆地水与人类社会的关系最为密切，它主要可分为地表水和地下水。 水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。 03 生物圈 Biosphere 生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称。 不单独占有任何空间，渗透于大气圈底部、水圈的全部和岩石圈的上部，厚度约20千米。（最活跃的圈层） 生物的绝大部分集中在地面以上100米到水面以下200米的范围内，这一薄层处在大气圈、水圈、岩石圈的接触带，是生物圈的核心部分。 大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透，共同构成了人类赖以生存和发展的自然环境。 特别注意：岩石圈不属于外部圈层。 7.描述大气圈、水圈、生物圈的特征。举例说明四大圈层之间是如何相互联系、相互渗透的；用示意图表示四大圈层之间的关系。 外部圈层 范围/组成 特征 大气圈 水圈 生物圈 包裹地球的气体层； 上界：2000-3000KM的高空 随高度增加，大气密度迅速减小 液态水、固态水和气态水组成 海洋水、陆地水、大气水和生物水 连续不规则的圈层 大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部（地上100m至水下200m是生物圈核心部分） 最活跃的圈层 新课讲授 作者编号：39002 地球的外部圈层 大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互联系、相互渗透，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 水圈 岩石圈 大气圈 生物圈 思考：图中分别是什么圈层？ 练一练 Part3 地幔 A B C D A: 大气圈 B: 生物圈 C: 水圈 D: 岩石圈 A，B，C，D分别代表哪些地球圈层？ 板书设计 地球的 圈层结构 地震和地震波 地震 地震波 纵波 横波 地球的 内部圈层 地壳 地幔 地核 地球的 外部圈层 大气圈 水圈 生物圈 随堂巩固 1.2010年3月以来，北大西洋极圈附近的冰岛发生大规模火山喷发，火山灰蔓延，欧洲航空业蒙受重大损失。这些蔓延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 随堂巩固 下图为地球内部圈层结构的局部图。读图，回答2～3题。 2．下列有关说法正确的是(　　) A．地壳在海洋中常常缺失 B．横波在②层传播速度比③层快 C．②是软流层 D．①层和②层属于地壳 3．在地球内部，地震波传播速度变化最大的地方是(　　) A．莫霍界面附近 B．上、下地幔之间 C．古登堡界面 D．内外核之间 随堂巩固 右图是“地球圈层间的物质交换示意图”，图中序号①②③④代表四大圈层。读图，回答4～5题。 4.图中序号依次是 (　　) A.大气圈、水圈、岩石圈、生物圈 B.岩石圈、大气圈、生物圈、水圈 C.水圈、岩石圈、生物圈、大气圈 D.水圈、生物圈、岩石圈、大气圈 5.“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.②③ C.①③ D.③④ 随堂巩固 7.读“地球圈层示意图”，回答下列问题。 （1）地球外部圈层中，厚度最大的是________，连续而不规则的圈层是______，其范围渗透到其他圈层之中的是________。 （2）大气圈包围着地球，它的主要成分是____和____；水圈中的水处于不间断的__________之中；生物圈占有_____圈的底部、___圈的全部和______圈的上部。这些圈层之间相互______、相互______，形成人类赖以生存和发展的自然环境。 大气圈 水圈 生物圈 氮 　 氧 循环 运动 大气　 水　 岩石 渗透　 影响 湘教版2019必修第一册 谢谢欣赏 THANK YOU Lavf52.84.0 $$