1.4 地球的圈层结构-【新课程能力培养】2024-2025学年高中地理必修第一册学习手册（人教版）

学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） 必 备 知 识 知识点 1 地球的内部圈层结构 1. 地震波 （ 1 ） 定义： 地震发生时， 地下岩石受到冲击 而产生的弹性波。 （ 2 ） 分类： ① 纵波 （ P 波）： 传播速度较快， 能通过固 体、 液体、 气体传播。 （直观感受是上下 颠簸） ② 横波 （ S 波）： 传播速度较慢， 只能通过固 体传播。 （直观感受是左右摇摆） （ 3 ） 特点： 传播速度随所通过的物质性质不 同而改变。 2. 不连续面 （见下图） （ 1 ） 定义： 地震波明显发生变化 （不连续） 的面。 （ 2 ） 分类： ① 莫霍界面： （大陆地面下平均 33 千米处） 该面以下纵波、 横波均加快。 ② 古登堡界面： （地下 2 900 千米处） 该面 以下纵波突然下降， 横波消失。 （说明该 界面附近物质状态明显发生改变） 3. 内部圈层结构 （ 1 ） 依据： 地震波在地球内部传播速度的变 化。 （ 2 ） 圈层： 由外向内分为地壳、 地幔 （上、 下）、 地核 （外、 内）。 （ 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。 知识点 2 地球的外部圈层结构 1. A. 大气圈： 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. B. 水圈： 是地表和近地表的各种形态水体 的总称。 3. C. 生物圈： 地球表层生物的总称。 它占 有大气圈的底部、 水圈的全部和岩石圈的 上部， A 、 B 、 C 三大圈层与岩石圈相互 联系、 相互渗透的结果。 （大气圈、 水 圈、 岩石圈和生物圈是人类赖以生存和发 展的自然环境） 要 点 解 读 要点 1 地球的内部圈层 1. 横波与纵波的差异 第四节 地球的圈层结构 深 度 / k m 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 0 3 6 9 12 15 速度 /km · s -1 横波 （ S ） 纵波 （ P ） 地壳 莫霍界面 地幔 古登堡 界面 外核 内核 16 学 第一章 宇宙中的地球 2. 地球的内部圈层的结构和特征 （如下图 和表） 要点 2 地球外部圈层的相互作用 大气圈包围着海洋和陆地。 大气圈没 有确切的上界 ， 在 2 000～16 000 千米高 空仍有稀薄的气体和基本粒子 。 在地下 ， 土壤和某些岩石中也会有少量空气， 它们 也可认为是大气圈的一个组成部分。 地球 大气的主要成分为氮气、 氧气、 氩气、 二 氧化碳和不到 0.04％ 比例的微量气体。 由 于地心引力作用， 几乎全部的气体集中在 分类 纵波 横波 别称 P 波 S 波 概念 波的振动方向与 传播方向一致 波的振动方向与 传播方向垂直 传播 状况 速度 快； 固体中最快， 气体中最慢 慢 介质 可 以 通 过 固 体 、 液体和气体传播 只能通过固体 传播 共性 传播速度都随着所通过物质的性质 而变化； 都是弹性波 （或中弹性震 动）； 都是能量的载体和传递形式 地物表现 上下颠簸 左右摇晃 深度 /km 地壳位于莫霍界面以上， 是地 球表面一层薄薄的、 由岩石组 成的坚硬外壳。 它厚薄不一， 大陆地壳厚； 大洋地壳薄， 平 均厚度为 5~10 千米。 地幔介于莫霍界面和古登堡界 面之间 ， 厚度为 2 800 多千 米。 根据地震波波速的变化， 把地幔分为上地幔和下地幔两 层。 在上地幔上部存在一个软 流层， 一般认为这里可能是岩 浆的主要发源地。 地核以古登堡界面与地幔分 界， 厚度约 3 400 千米。 根据地 震波波速的变化， 可以将地核 分为外核和内核两层。 地核的 温度很高， 压力和密度很大。 圈层名称 不连 续面 地震波 的速度 变化 特征 地壳 莫霍 界面 古登 堡 界面 纵波和 横波的 传播速 度明显 加快 纵波的 传播速 度突然 下降， 横波消 失 固体 外 壳 ； 厚 度 最 小， 其中大陆地壳较 厚， 大洋地壳较薄 地 幔 上地 幔 以固态为主， 上地幔 上部 存 在 一 个 软 流 层， 物质处于熔融状 态 ； 温 度 较 高 ， 压 力、 密度较大 下地 幔 地 核 外核 呈液态， 物质的运动 形成了地球的磁场 内核 呈固态 ， 温度很高 ， 压力、 密度很大 概念 组成 其他 大 气 圈 由气体和悬浮 物质组成的复 杂系统 气 体 和 悬 浮 物， 主要成分 是氮气和氧气 是地球自然环 境的重要组成 部分 水 圈 地表和近地表 的各种形态水 体的总称 地表水、 地下 水 、 大气水 、 生物水等 水圈的水处于 不间断的循环 运动之中 生 物 圈 地球表层生物 的总称 大 气 圈 的 底 部、 水圈的全 部和岩石圈的 上部 是大气圈、 水 圈和岩石圈相 互渗透、 相互 联系的结果 17 学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） 离地面 100 千米的高度范围内， 其中 75％ 的大气又集中在地面至 10 千米高度左右 的对流层范围内。 水圈包括海洋、 江河、 湖泊、 沼泽、 冰 川和地下水等， 它是一个连续但不很规则的 圈层。 从离地球数万千米的高空看地球， 可 以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖 地球大部分的蓝色海洋， 它使地球成为一颗 “蓝色的行星”。 如果整个地球没有固体部分 的起伏， 那么全球将被深达 2 600 米的水层 所均匀覆盖。 大气圈和水圈相结合， 组成地 表的流体系统。 由于存在地球大气圈、 地球水圈和地表 的矿物， 在地球上这个合适的温度条件下， 形成了适合于生物生存的自然环境。 人们通 常所说的生物， 是指有生命的物体， 包括植 物、 动物和微生物。 据估计， 现有生存的植 物约有 40 万种， 动物约有 110 万种， 微生 物至少有 10 万种。 据统计， 在地质历史上 曾生存过的生物有 5 亿 ～10 亿种之多 ， 然 而， 在地球漫长的演化过程中， 绝大部分都 已经灭绝了。 现存的生物生活在岩石圈的上 层部分、 大气圈的下层部分和水圈的全部， 构成了地球上一个独特的圈层， 称为生物 圈。 生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上 存在的一个独特圈层。 地球所有的外部圈层是相互渗透、 相互 联系， 甚至相互重叠的， 在太阳和人类生活 的参与下， 整个地球生机盎然； 同时， 它们 起着保护地球的作用， 可以减弱太阳和宇宙 辐射对地表的影响， 减少宇宙中的陨石对地 球表面的撞击。 外部各圈中的物质运动和循 环， 是促使地表物质和形态演变的重要动力。 热 点 剖 析 热点 大气圈、 水圈、 生物圈和岩石 圈的变化及其与人类活动的关系 结合最新发生的特大地震灾害事件 ， 考查地震波的特点及地球内部圈层的划 分； 结合生产、 生活实际考查大气圈、 水 圈、 生物圈的特点及其相互联系是高考命 题的主要内容。 关注近几年重大地质事件 如地震、 火山喷发、 滑坡、 泥石流、 气候 变化异常等自然现象， 这些新材料贴近身 边的情境， 在学业水平考试中往往成为命 题的切入点。 典例 1 2023 年 2 月 6 日， 土耳其发生 7.8 级浅源地震， 震源深度 20 千米， 地震造成 的遇难人数超 48 000 人 。 据此完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） 此次地震震源最有可能位于 （ ） A. 地壳 B. 地幔 C. 地核 D. 软流层 （ 2 ） 钻探研究船 “地球号” 计划钻探到地 幔， 判断下列说法不正确的是 （ ） A. 钻头不穿过古登堡界面 B. 钻头将经过岩石圈 C. 钻头要耐受高温高压 D. 发生地震钻探船剧烈地左右摇晃 解析： （ 1 ） 读材料可知： 震源深度 20 千 米， 为浅源地震 （震源深度小于 70 千米）， 陆地地壳平均厚度约为 33 千米， 所以该震 源最有可能位于地壳。 故选 A 。 地表以下为 地球的内部圈层， 包括地壳、 地幔和地核。 地壳与地幔的分界是莫霍界面， 地幔与地核 18 学 第一章 宇宙中的地球 的分界是古登堡界面。 莫霍界面的平均深度 大约为 33 千米， 古登堡界面的平均深度为 2 900 千米。 （ 2 ） A 项古登堡界面位于地幔 和地核的分界面， 位于地下 2 900 千米处， 钻头不经过该界面， 故不符合题意； B 项岩 石圈的组成为上地幔顶部和地壳部分， 所以 钻探到地幔时肯定会经过岩石圈， 故不符合 题意； C 项地球内部各层的压力、 密度和温 度随深度增加而增大， 所以钻头钻探过程中 将经受高温高压的考验， 故不符合题意； D 项横波不能在水中传播， 故正确。 答案： （ 1 ） A （ 2 ） D 典例 2 下图是 “地球圈层间的物质交换示 意图”， 图中序号 ①②③④ 代表四大圈层。 读图完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） 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 （ 2 ） “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 解析： （ 1 ） 地球的各个圈层之间相互联系。 根据它们之间的相互关系， 可知图中 ①②③ ④ 依次代表的是水圈、 岩石圈、 生物圈、 大 气圈。 （ 2 ） “落红” 属于生物圈， “春泥” 属于岩石圈。 答案： （ 1 ） C （ 2 ） C 蒸发 养分 供 水 降 渗 透 供 氧 水 ① ② ③ ④ 地球圈层间的物质交换示意图 19