内容正文:
课时5 地球的演化与圈层
考点1 地球的形成与演化
1.地球历史的记录
(1)地层
①概念:地质历史上一定地质时期形成的各种成层岩石和堆积物。
②分布特点:在未受剧烈构造运动扰动的情况下,先形成的地层居下,后形成的地层居上。
③研究意义:地层的性质可反映地层形成时的地表环境。
岩石类型
石灰岩
页岩
玄武岩
反映的地表环境
浅海环境
静水环境
火山活动
特别提醒 层理构造的形成
层理是沉积岩在形成过程中,由于沉积环境的改变,所引起的沉积物质的成分、颗粒大小、形状或颜色沿垂直方向发生变化而显示出的成层现象。
(2)化石
①概念:存留在地层中的古生物遗体、遗物和遗迹。
②研究意义:确定所在地层的年代和古地理环境。
特别提醒 古生物成为化石的形成条件
(1)生物本身具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分。
(2)生物死亡后必须尽快地被沉积物所掩埋,这样才能避免腐烂或被其他动物所吞食。
(3)埋藏下来的生物遗体必须经石化(如矿物质的充填或交代作用、植物的炭化作用等)才能形成化石。
(3)地质年代表
①地质年代:用来描述地球历史事件发生早晚或先后顺序的时间单位。
②地质年代表:科学家依据地质年代的先后顺序,把地球历史上的重大地质事件编成的时间顺序表,如下:
2.地球形成与演化简史
地球组分
形成及演化过程
原始地球
地球起源于大约46亿年以前的原始太阳星云
岩石圈的形成
地球温度逐步降低,内部物质出现分异。密度大的物质渐渐聚集到地球的中心,形成地核;密度较小的物质向上集中,形成地幔和地壳
大气圈
广泛发生的火山喷发,释放出水蒸气、二氧化碳等气体,构成了原始的大气圈
水圈
随着地表温度下降,气态水发生凝结,通过降雨落到地面,形成由河流、湖泊和海洋等组成的水圈
生物圈
①生命形成:目前发现的地球上最早的生物化石的年代大约距今38.5亿年;
②生命大爆发:大约5.4亿年前,出现了一大批生物种类。此后地球进入显生宙;
③人类诞生:大约180万年前
3.地球演化特征
(1)生物演化
总体趋势
从低级到高级、从简单到复杂、从单细胞到多细胞
伴随着一些生物的衰退和灭亡,是另一些生物的出现和兴盛
历程
空间分布:海洋→陆地
植物:藻类→蕨类→裸子→被子
动物:海生无脊椎动物→鱼→两栖动物→爬行动物→哺乳动物→人类
(2)海陆变迁
(3)构造运动
(4)矿产形成
时期
成矿
前寒武纪(距今25亿至23亿年前后)
铁矿成矿期
古生代后期
蕨类植物繁盛——煤炭成矿期
中生代
裸子植物繁盛——煤炭成矿期
1.岩层新老关系的判断方法
(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方法
(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,说明该年代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,后来该地地壳上升,形成的岩层又被侵蚀掉。
3.地球的演化历程
地质年代
海陆变迁
生物演化
矿产
形成
植物
动物
新生代
第四纪
形成现代七大洲、四大洋的海陆格局;地壳运动剧烈,形成现代地势起伏的基本面貌
大量大型哺乳动物灭绝,人类诞生
新近纪
类人猿出现
古近纪
被子植物繁荣
大部分哺乳动物目崛起
中生代
白垩纪
板块运动剧烈,泛大陆分裂为冈瓦纳大陆和劳亚大陆
恐龙等大批生物灭绝,有胎盘的哺乳动物出现
主要成
煤期
侏罗纪
被子植物出现,裸子植物繁荣
鸟类、有袋类哺乳动物出现,恐龙繁荣
三叠纪
恐龙、卵生哺乳动物出现
古生代
二叠纪
地壳运动剧烈,海陆格局多次变迁,形成泛大陆(盘古古陆)
地球上95%的生物灭绝
重要的
成煤期
石炭纪
裸子植物出现,蕨类繁荣
爬行动物出现,昆虫繁荣
泥盆纪
石松、木贼、种子植物出现
出现两栖动物和昆虫,鱼类繁荣
志留纪
陆生的裸蕨植物出现
奥陶纪
海生藻类繁盛
鱼类出现
寒武纪
生命大爆发
前寒武纪
地球形成,原始海洋出现,形成最初的海洋、陆地分布状况
藻类、细菌繁盛,多细胞生物出现
重要的铁矿成矿期
原始细菌、蓝绿藻出现
出现有机质
考向1 通过“地层和化石”考查“地理实践力”
(2023·辽宁沈阳模拟)2022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
答案 1.C 2.D
解析 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。
考向2 通过“地球演化过程”考查“综合思维”
青藏高原经历了沧海桑田的巨变,其尼玛盆地化石点沉积岩层的颜色与当时气候有着直接关系,黄绿色岩层代表了干燥冷凉还原的气候环境,紫红色岩层代表了干旱炎热的强氧化气候环境,深灰色岩层代表了温暖湿润的气候环境。据此完成3~4题。
3.深灰色、黄绿色、紫红色三种颜色的岩层从上往下堆积,反映了当时青藏高原气候环境的变化是( )
A.温暖湿润—干旱炎热—干燥冷凉
B.干旱炎热—温暖湿润—干燥冷凉
C.干燥冷凉—干旱炎热—温暖湿润
D.干旱炎热—干燥冷凉—温暖湿润
4.考古学家在对青藏高原古生物化石进行研究的过程中,发现了存在于三叠纪时期(距今2.5亿年~2亿年)的喜马拉雅鱼龙化石和珠峰中华旋齿鲨化石,下列对该地质时期的描述正确的是( )
A.该地质时期属晚古生代,陆地上开始出现低等植物
B.该时期脊椎动物迅速发展,海洋面积进一步缩小
C.由于板块运动剧烈,联合古陆开始解体,各大陆向现在的位置漂移
D.爬行动物时代,后期进化出鸟类、小型哺乳动物,被子植物繁盛
答案 3.D 4.C
解析 第3题,据材料“黄绿色岩层代表了干燥冷凉还原的气候环境,紫红色岩层代表了干旱炎热的强氧化气候环境,深灰色岩层代表了温暖湿润的气候环境”,结合题干“深灰色、黄绿色、紫红色三种颜色的岩层从上往下堆积”,根据所学知识,岩层沉积自下而上表示由老到新,可推断当时青藏高原气候环境的变化是:干旱炎热—干燥冷凉—温暖湿润,故选D。第4题,据材料“存在于三叠纪时期(距今2.5亿年~2亿年)的喜马拉雅鱼龙化石和珠峰中华旋齿鲨化石”可知,该地质时期为中生代,A错误;该时期裸子植物繁盛,联合古陆开始解体,爬行动物盛行,后期进化出鸟类、小型哺乳动物,C正确,D错误;脊椎动物迅速发展出现在晚古生代,B错误。
考点2 地球的圈层结构
1.地球的内部圈层
(1)划分依据:地震波传播速度的变化,图中A为横波,B为纵波。
(2)两个界面:在上图中恰当的位置用虚线绘出莫霍面、古登堡面并标注名称。
答案
(3)各圈层特征
名称
特征
C地壳
①岩石组成的坚硬外壳;②连续圈层,大陆部分较厚,大洋部分较薄;③海拔越高,地壳越厚
D地幔
上地幔
固态,地幔上部存在一个软流层,是岩浆的主要发源地
下地幔
E地核
外核
①温度很高,压力和密度很大;②内核为固态,外核为液态
内核
(4)岩石圈:软流层以上的地幔顶部与地壳,主要由岩石组成,构成岩石圈。
2.地球的外部圈层
圈层
含义
意义
大气圈
环绕地球外部的气体圈层
地球生命的保护伞
水圈
地球表层各种水体组成的连续但不规则的圈层
生物生存和发展必需的物质
生物圈
广义是地球表层生物及其生存环境的总称,狭义是地球表层生物的总和
地球特有的圈层,非常活跃;分布于大气圈的下部、水圈的全部和岩石圈的上部
圈层之间的关系
相互联系、相互制约、相互渗透,不断地进行着物质和能量的交换
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
(海南地理)2019年2月19日,我国在塔里木盆地顺北油气田完成某钻井钻探,钻井深8 588米,创亚洲陆上钻井最深纪录。据此完成1~2题。
1.该钻井( )
A.未穿透地壳 B.深达莫霍面
C.已穿透岩石圈 D.即将穿透地幔
2.该钻井深达8 500多米,表明当地拥有深厚的( )
A.侵入岩 B.喷出岩 C.变质岩 D.沉积岩
[关键信息点拨]
油气等化石燃料多储存在沉积岩中。
地壳厚薄不一,其中海洋地壳薄,一般为5~10千米,大陆地壳厚,有高大山脉的地方地
壳会更厚。 “钻井深8 588米”,说明该钻井未穿透地壳,也未达莫霍面,更未穿透岩石圈,也不会即将穿透地幔。
答案 1.A 2.D
解析 第1题,地球的内部结构中,莫霍面以上为地壳,莫霍面以下到古登堡面之间为地幔,古登堡面以下为地核。地壳厚薄不一,海洋地壳薄,一般为5~10千米,大陆地壳厚,有高大山脉的地方地壳会更厚,最厚达70千米,“钻井深8 588米”,可见未穿透地壳,也未达莫霍面,故A正确,B错误。岩石圈的范围包括地壳和上地幔顶部,钻井既然未穿透地壳,当然更不会穿透岩石圈,也不会即将穿透地幔,故C、D错误。第2题,油气资源多储藏在沉积岩中,油气钻井深达8 500多米,说明当地拥有深厚的沉积岩,正确答案为D,A、B、C错误。
考向1 通过“地球内部圈层”考查“综合思维”
(2023·江苏南通模拟)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.莫霍面 D.古登堡面
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
答案 1.B 2.B 3.D
解析 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。莫霍面是地壳和地幔的分界,C错误。古登堡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。
考向2 通过“地球的外部圈层”考查“综合思维”
下图为“地球表层各圈层关联图”。读图完成4~5题。
4.下列对图中数字②所代表的地球圈层的描述,正确的是( )
A.没有生物
B.是个无机圈层
C.主要由气体和悬浮物质组成
D.厚度很薄
5.③圈层的主要特点为( )
A.地球表层生物及其生存环境的总称
B.单独占有空间
C.连续但不规则
D.由坚硬岩石组成
答案 4.C 5.A
解析 第4题,由图中各圈层之间的关系可知,①提供水蒸气,为水圈;②提供二氧化碳等气体和降水,为大气圈;③提供有机物,并产生氧等气体,为生物圈;④提供矿物质和无机盐,为岩石圈。图中数字②所代表的地球圈层(大气圈)主要由气体和悬浮物质组成,C正确。第5题,③圈层是生物圈,是地球表层生物及其生存环境的总称,A正确;占据大气圈底部、水圈的全部、岩石圈的上部,不单独占有空间,B错误;连续但不规则的是水圈,C错误;由坚硬岩石组成的是岩石圈,D错误。
课时精练
(2023·江苏南京模拟)2021年8月,我国首次发现2.9亿年前史前巨鲨——瓣齿鲨化石,扩展了瓣齿鲨在北半球的古地理分布范围。下图为“地质年代简表”。读图完成1~2题。
1.瓣齿鲨生活的地质年代最可能是( )
A.第四纪 B.白垩纪
C.石炭纪 D.寒武纪
2.研究化石,可以( )
①准确确定地球的年龄 ②了解地球生命历史 ③还原地貌形成过程 ④推测古地理环境
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
答案 1.C 2.D
解析 第1题,结合材料“2.9亿年前”和地质年代简表可知,瓣齿鲨生活的地质年代最可能是石炭纪,C正确。第2题,研究化石,可以了解地球生命历史,但不能准确确定地球的年龄,①错误,②正确;生物化石可以反映当时的古地理环境特征,但不能还原地貌形成过程,地貌形成过程与地质作用有关,③错误,④正确。故选D。
(2023·山西大同模拟)北京市门头沟区灰峪村被称为“化石村”。在一次学生科学体验活动中,同学们在村后山坡的页岩地层中采集到了轮叶化石(下图)。专家说,轮叶是晚古生代的蕨类植物。据此完成3~4题。
3.轮叶化石形成时,灰峪村所在地的地理环境最可能是( )
A.雪山 B.湖泊 C.深海 D.沙漠
4.晚古生代的地层中还可能发现( )
A.鸟类化石 B.野生水稻
C.恐龙化石 D.煤炭资源
答案 3.B 4.D
解析 第3题,根据材料可知,轮叶是晚古生代的蕨类植物。蕨类植物喜欢湿润、阴凉、温暖的生长环境。它的生长离不开水分,耐旱性极差,多生长在森林下层阴暗而潮湿的环境中。因此轮叶化石形成时,灰峪村所在地的地理环境最可能是湖泊,B正确。第4题,鸟类主要出现在中生代,A错误。野生水稻属于被子植物,主要出现在新生代,B错误。恐龙主要出现在中生代,C错误。晚古生代是历史上重要的成煤时期,D正确。
读“地质年代示意图”,完成5~6题。
5.下列有关地球演化的表述中,正确的是( )
A.①是重要的成煤时期
B.③地层中有海生藻类植物化石
C.④末期恐龙灭绝
D.⑤现代地球基本面貌形成
6.主要在⑤时期出现的生物有( )
①鱼类 ②恐龙 ③蕨类植物 ④哺乳动物 ⑤裸子植物
A.②④⑤ B.①②⑤
C.①④⑤ D.②③⑤
答案 5.B 6.A
解析 第5题,①为冥古宙,重要的成煤时期主要为古生代和中生代,A错误;③为元古宙,海生藻类繁盛,B正确;④为古生代,恐龙灭绝主要在中生代末期,C错误;⑤为中生代,现代地貌格局基本形成在新生代,D错误。第6题,⑤时期为中生代,这一时期爬行动物盛行,如恐龙,裸子植物极度兴盛,小型哺乳动物出现,②④⑤符合题意;鱼类出现在古生代,①错;蕨类植物出现在古生代,③错。故选A。
下图为“地球各圈层划分示意图”。据此完成7~8题。
7.下列表述正确的是( )
A.D+E为地壳 B.F+G为岩石圈
C.F+G为地核 D.E+F为地幔
8.下列有关岩石圈的叙述,正确的是( )
①包括地壳和地幔 ②位于软流层以上 ③岩石圈与生物圈关系密切 ④厚度不一,大陆部分厚,大洋部分薄,甚至缺失
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
答案 7.D 8.B
解析 第7题,图中A是大气圈,B是生物圈,C是水圈,D是地壳,E是上地幔顶部,F是软流层以下的地幔,G是地核。软流层以上的E+D(地壳)是岩石圈;位于莫霍面和古登堡面之间的E+F是地幔。故选D。第8题,地壳和上地幔顶部构成岩石圈,①错误;岩石圈位于软流层以上,②正确;生物圈并不单独占有空间,而是渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,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,因此岩石圈与生物圈关系密切,③正确;地壳在海洋中并不是缺失的,地壳上层是硅铝层,下层是硅镁层,其中硅铝层在大洋底部非常薄,甚至缺失,④错误。故选B。
2020年3月25日10时49分(北京时间)在千岛群岛发生7.5级地震,震源深度30千米。下面图1为“震中位置(图1中甲)示意图”,图2是“地球内部地震波传播速度示意图”。据此完成9~11题。
9.此次地震的震源位于地球内部圈层的( )
A.地壳 B.地幔
C.内核 D.外核
10.地震发生后,正在千岛群岛附近海域航行轮船上的人感受到的震动是( )
A.先水平晃动,后上下颠簸
B.先上下颠簸,后水平晃动
C.有水平晃动,无上下颠簸
D.有上下颠簸,无水平晃动
11.形成船上这种震动特点的原因是( )
A.横波可以通过液体传播,纵波不能通过液体传播
B.横波可以通过气体传播,纵波不能通过气体传播
C.纵波可以通过固体传播,横波不能通过固体传播
D.纵波可以通过液体传播,横波不能通过液体传播
答案 9.B 10.D 11.D
解析 第9题,根据题意,地震发生在千岛群岛,该地主要以海洋为主,且震源深度为30千米,而海洋地壳厚度通常为5~10千米,所以此次地震的震源位于地幔,B项正确。 第10题,地震发生后,正在千岛群岛附近海域航行轮船上的人感受到的震动应该是上下颠簸,无水平晃动。因为地震波的纵波传播速度快,最先传播到地面,而横波只能通过固体传播,无法通过液体传播,所以轮船无水平晃动,D项正确。 第11题,地震波的纵波可以通过固体、液体、气体传播,但横波只能通过固体传播,无法通过液体和气体传播,D项正确。
(2022·江苏省连云港市模拟)枫树湾距离丹东120多千米,森林覆盖率达97%,是名副其实的天然“氧吧”。秋季,其独特的枫叶景观灿烂似锦,形成亮丽的风景线。据此完成12~13题。
12.枫树湾是名副其实的天然“氧吧”,得益于( )
A.岩石圈 B.大气圈 C.水圈 D.生物圈
13.该景观说明( )
A.地理环境各要素相互联系、相互影响、相互制约
B.地球各圈层都是连续而不规则的,且都相互渗透
C.地球各圈层独立发展变化,不受人类活动影响
D.各圈层内部物质运动的能量都来自太阳辐射能
答案 12.D 13.A
解析 第12题,枫树湾森林覆盖率达97%,森林可以通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气。故枫树湾是名副其实的天然“氧吧”,得益于该地森林覆盖率高,森林属于生物圈,故选D。第13题,该景观的形成说明地理环境各要素之间是相互联系、相互影响的,它们之间不断进行着物质迁移与能量的转化,A正确、C错误。地球上的圈层主要有水圈、生物圈、岩石圈、大气圈等,水圈是连续而不规则的圈层,B错误。各圈层内部物质运动的能量主要来自三个方面,分别是地球内能、重力能、太阳辐射能,D错误。
叠层石是由藻类在生命活动过程中,将海水中的钙、镁碳酸盐及其碎屑颗粒粘结、沉淀而形成的一种化石。在地球演化史上,叠层石曾几乎覆盖所有海洋浅滩,每平方米岩石上生活着几十亿蓝细菌等微生物,微生物的光合作用持续约20亿年,对地球上孕育高等生命起到促进作用。下图示意叠层石景观。读图完成14~15题。
14.叠层石的成因主要是( )
A.岩浆活动 B.地壳运动
C.流水侵蚀 D.生物沉积
15.叠层石对地球上高等生命孕育的主要促进作用是( )
A.增加大气中的氧气 B.扩大陆地面积
C.增加海洋中的溶解氧 D.降低大气的温度
答案 14.D 15.A
解析 第14题,由材料可知,叠层石主要是由原核生物(包括蓝细菌、光合细菌及其他微生物)周期性的生命活动所引起的矿物沉积和胶结作用而形成的叠层状生物沉积构造,其形成主要为生物沉积作用,故选D。第15题,在地球演化史上,叠层石普遍存在于海洋浅滩,岩石上的蓝细菌等微生物经过20亿年的光合作用,大大增加了大气中氧气的含量,从而促进地球上大多数生活在陆地上的高等生命的孕育。故选A。
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