1.2地球的圈层结构课件2025--2026学年高中地理中图版（2019）必修一

第一章 第二节 地球的圈层结构 　　在凡尔纳的科幻小说《地心游记》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿过地心。但就当前的实际的科技水平来说，人类还无法实现“地心漫游”。目前最深的钻井，深度为12千米，仅仅触及地球的“表皮”。那么人类通过什么方式认识地球的内部结构呢？地球的内部结构究竟是怎样的呢？ 　　 新课导入 核心素养目标 1.区域认知 2.综合思维 3.地理实践力 4.人地协调观 能够运用地球圈层结构的知识，理解地球圈层结构对区域地理环境的影响。 培养学生的综合思维能力，能够从多个角度分析解决地理问题，理解地球各圈层之间相互联系和作用。 培养学生的地理实践力，提高学生的动手能力和实践操作能力。 培养学生的人地协调观，理解人类活动与地球圈层结构的关系，树立正确的环境观和可持续发展观。 重难点导航 重点 (1)地球内部圈层的划分依据和各圈层的特点。 (2)地球外部圈层的组成和特点。 难点 (1)地震波的传播特点及其在地球内部圈层划分中的应用。 (2)地球各圈层之间的相互联系和相互作用。 目录 PART ONE 地球的内部圈层 PART TWO 地球的外部圈层 5 地球的圈层结构 地球具有圈层结构，可分为内部圈层和外部圈层两大部分。 地球的内部圈层 PART ONE 1. 地震波 一、地球的内部圈层结构 地震波在不同物质中的传播速度不同。根据地震波在地下不同深度传播速度的变化，可将地球的内部圈层分为三层：地壳、地幔和地核。 当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就叫地震波。 地震波可分为纵波（P波）和横波（S波）。 知识拓展——地震波 传播速度 速度较快 传播介质 可在固体、液体和气体中传播 质点移动 使地表物质上下震动 传播速度 速度较慢 传播介质 只能通过固体传播介质 质点移动 使地表物质左右摇摆 (1)不连续面 ： 从地球内部地震波曲线图上，可以看出地震波在一定深度发生突然变化，这种波速突然变化的面叫不连续面。 地球内部有两个不连续面：莫霍界面和古登堡界面。 一、地球的内部圈层结构 莫霍界面 ： 1909年，克罗地亚地震学家莫霍洛维契奇研究地震时发现，地震波传播速度突然加快出现的深度，在大陆之下平均为30～40千米，在大洋之下平均为5~10千米。为了纪念他，人们将这个界面命名为莫霍洛维契奇面，简称莫霍面。 一、地球的内部圈层结构 古登堡界面 ： 1914年，德国地球物理学家古登堡发现，在地下2900千米处地震波的传播速度明显下降(纵波速度下降，横波完全消失),后来证实这里是地幔与地核的分界面。人们将这个界面称为古登堡面。 一、地球的内部圈层结构 以这两个界面为界，地球内部被划分为三个圈层 地壳 地幔 地核 一、地球的内部圈层结构 地壳：固态 地壳地壳指地表至莫霍面之间的部分。地壳是地球的坚硬外壳，它由岩石组成。地壳的厚度不均，平均厚度为17千米。大洋地壳部分较薄，平均厚度为5～10千米；大陆地壳平均厚度为39～41千米，但各地差异很大，如我国青藏高原地区的地壳厚度超过65千米。 一、地球的内部圈层结构 地幔：熔融状态 莫霍面以下至古登堡面之间部分是地幔。地幔可分为上地幔和下地幔，莫霍面至地下1000千米的范围为上地幔，1000～2900千米的范围为下地幔。在 一、地球的内部圈层结构 地幔：熔融状态 在上地幔上部60～250千米(上界)至400千米(下界)之间，物质组成与地壳相似，但由于温度超过物质熔点，部分岩石处于熔融状态，这一部分称为软流层。软流层被认为是岩浆的发源地。地壳和上地幔顶部(软流层以上的上地幔),合称岩石圈。 一、地球的内部圈层结构 地核 古登堡面以下至地心为地核，它主要由铁和镍组成。地核分为外地核和内地核。研究表明，外地核可能呈熔融状态，包围着内地核。内地核由于压力极大，铁原子和镍原子被挤到一起形成一个固态金属球。 一、地球的内部圈层结构 一、地球的内部圈层结构 地球内部圈层结构 不连续界面 （圈层界线） 平均深度/km 地震波的速度变化 主要组成 物质 各圈层的主要特点 地壳   莫霍界面       古登堡界面   17       2900 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，横波完全消失 岩石 厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚 地幔 上地幔 含铁、镁的硅酸盐类 上地幔上部存在一个软流层，可能是岩浆的主要发源地 下地幔 地核 外核 以铁、镍为主 液态的金属物质 内核 呈固态，压力极大 二 地球的外部圈层结构 PART TWO 地球的外部圈层 地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈三个圈层。这些圈层与岩石圈一起，相互联系、相互制约，形成人类赖以生存的自然地理环境。 大气圈 定义：指环绕地球的气体层，其下部的边界为地球海陆表面。 密度变化：大气的密度随着高度增加而逐渐减小，在2000～3000千米的高空，地球大气的密度已经与星际空间的密度非常相近，这个高度可大致看作大气的上界。 意义：使地球上温度变化和缓；提供生物生存所必需的氧气； 水圈 定义：由地球表层水体构成的连续的不规则圈层 组成：地表水(海洋、河流、湖泊等)、地下水、大气水、生物水等。 意义：水是最活跃的自然环境要素之一，在地球表面物质迁移和能量转换中起着十分重要的作用；是人类和其他生物生存和发展所不可或缺的。 水圈 地球上的水中有97%是海洋咸水，3%是淡水。约2/3的淡水储存在南北极和高山地区的冰川中。 生物圈 定义：广义上的生物圈是由地球上所有生物及其生存环境构成的圈层。狭义上的生物圈则指生物本身。 分布范围：生物圈并不单独占有空间，而是存在于大气圈下层、整个水圈和岩石圈上层。生物绝大部分集中在地而以上100米至水而以下200米之间，这是生物圈的核心部分。 生物圈 意义：生物从环境中获取物质和能量，同时促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态等方面起着重要作用。 重要性：生物圈的质量仅相当于大气圈质量的1/300、水圈质量的1/7000,但是它非常活跃，是一个特殊和重要的圈层。 阅读——人类圈 由于人类具有智慧和主观能动性，能够在认识自然的基础上，影响和改造自然，因此人类活动已成为地球系统变化的驱动力之一。有学者提出一个与岩石图、大气图、水图和生物图并列的地球围层——“人类圈”。 阅读——人类圈 人类图具有以下特征：以人类为自然实体，是具有全球规模和影响力的地球图层；是以其他图层的资源环境为代价，谋求自身的生存发展的图层；是依赖非可再生资源，由单一物种构成的高度脆弱的圈层；是在改造自然的同时也改造着人类自身，推动着人类与自然和谐共存的围层。 地球的外部圈层 在高空和地球内部，各圈层基本是上下平行分布的；但是在地球表面附近，各个圈层却是相互渗透，甚至是相互重叠的。 案例研究——“生物圈2号” 科学家将人类生存的地球称为“生物图1号”。为了实验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州沙漠中建造了一个几乎完全密封，占地约1.2万平方米的实验基地，称为“生物圈2号”,这是一个由80000根白漆钢梁和6000块玻璃组成的玻璃建筑。 案例研究——“生物圈2号” 在“生物图2号”中，研究者设计建设了5个野生生物群落(热带而林、热带草原、海洋、沼泽和沙漠)和两个人工生物群落(集约农业区和居住区),它们以地球北回归线和南回归线间的生态系统为参照。“生物图2号”内共有约4000个物种，包括动物、植物和微生物。研究者通过工程手段，避免“生物图2号”与外界大气和地下土壤进行物质交换，允许太阳光透过玻璃结构供植物进行光合作用。 案例研究——“生物圈2号” 1991年9月26日，第一批8名科研人员进驻“生物图2号”,他们只带入一批植物种子和少量必备物品。能源取自太阳能，氧气由自己种的植物制造，粮食靠自己种植，肉类和蛋白质取自自己养的鸡、鸭、猪、羊等，连生物圈内的气候，也需要研究者自己控制，并尽可能地模拟地球气候。这些说着容易，做起来难。例如，绿色植物过多，没有充足的肥料和二氧化碳供植物呼吸，植物会死亡；他们想多吃肉食，必须多养动物，而动物过多，粮食和饲料就会紧张，氧气的消耗会增加，空气中的二氧化碳浓度会升高，从而影响研究者自身生存。这一切都需要研究者周密计划和细致安排，任何一方面出现偏差，都可能导致整个实验前功尽弃。 案例研究——“生物圈2号” 这个实验引起了世界的关注，但实验结果并不乐观。第一批科研人员在“生物图2号”中停留共计21个月。第二批科研人员于1994年3月6日进驻，工作10个月后离开。 案例研究——“生物圈2号” 研究者在实验期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。通过实验，研究者发现：“生物图2号”的氧气与二氧化碳的大气组成比例，无法自行达到平衡；“生物图2号”内的水泥建筑物影响正常的碳循环；多数动植物无法正常生长或生殖，其灭绝的速度比预期的还要快。经广泛讨论，确认“生物图2号”实验失败。这也证明了在现有的技术条件下，人类无法模拟出一个类似地球的、可供人类生存的生态系统。同时也向世人昭示，地球仍是人类唯一的家园，人类应当努力保护它，而不是破坏它。 案例研究——“生物圈2号” 1996年，“生物圈2号”交由美国哥伦比亚大学管理和规划，作为生态学、环境变迁研究及教学的基地。2011年7月，亚利桑那大学获得“生物圈2号”的所有权，将其科学研究的用途延续至今。 作业题 1.读”地球的内部圈层结构示意”图，完成下列各题。 (1)地壳、地幔和地核是根据什么划分的? (2)岩石圈和地壳是什么关系? 2.绘制示意图，说明大气圈、水圈和生物圈之间的关系。 3.地球的外部圈层中哪一个圈层质量最小?这个圈层还有什么特点? 作业题 (1)地壳、地幔和地核是根据什么划分的? 地壳、地幔和地核是根据地震波在地球内部传播速度的变化以及两个不连续面（莫霍面和古登堡面） 来划分的。莫霍面是地壳和地幔的分界面，在莫霍面处，地震波的传播速度明显增加；古登堡面是地幔和地核的分界面，在古登堡面处，纵波传播速度突然下降，横波完全消失 。 作业题 (2)岩石圈和地壳是什么关系? 岩石圈包括地壳和上地幔顶部（软流层以上的部分），所以岩石圈的范围大于地壳，地壳是岩石圈的一部分 。 作业题 2.绘制示意图，说明大气圈、水圈和生物圈之间的关系。 +---------------------+ | 大气圈 | | (气体层，含O₂、CO₂) | +--------↑----↓-------+ | | +--------↓----↑-------+ | 生物圈 | | (生物通过光合作用、 | | 呼吸作用交换气体) | +--------↑----↓-------+ | | +--------↓----↑-------+ | 水圈 | | (海洋、河流、蒸发 | | 和降水循环) | +---------------------+ 作业题 3.地球的外部圈层中哪一个圈层质量最小?这个圈层还有什么特点? 在地球外部圈层（大气圈、水圈、生物圈 ）中，大气圈质量最小 ，其特点如下：物质组成：主要由氮气（约 78%）、氧气（约 21%），以及氩气、二氧化碳、水汽、臭氧等少量气体组成，还包含尘埃、气溶胶等杂质 。 垂直分层：依据温度、运动状况等，可分为对流层、平流层、高层大气（中间层、热层、散逸层 ）。对流层与人类活动最密切，天气现象复杂；平流层含臭氧可吸收紫外线，气流平稳适合航空；高层大气存在电离层，能反射无线电波 。 动态变化：时刻处于运动（如大气环流）、成分变化（人类活动影响二氧化碳等浓度 ）中，且与水圈（参与水循环，如降水、蒸发 ）、生物圈（生物呼吸、光合作用交换气体 ）持续进行物质和能量交换 ，对地球气候、生物生存环境起关键调节作用 。 课堂小结 地球的圈层结构 外部圈层 内部圈层 划分依据 分层 岩石圈：内部圈层与外部圈层交接过渡的一个圈层 生物圈 大气圈 水圈 地壳 地幔 地核 莫霍界面 古登堡界面 纵波 横波 地震波 课堂小结 课堂小练 下表为某区域的5个地理观测台站的相关数据统计。据此完成下面小题。 台站 纬度(S)/° 经度(E)/° 高程/m 冰盖厚度/m 地壳厚度/km ① 69.37 76.37 26 0 38.3 ② 74.58 77.03 2718 1805 49.3 ③ 76.42 77.04 2833 2864 58.4 ④ 77.17 76.98 2960 2808 57.5 ⑤ 80.42 77.10 4091 2446 61.6 1.5个台站比较,据表可知(   ) A.纬度越高的台站冰盖越厚B.纬度越高的台站海拔越高 C.海拔越高的台站地壳越厚D.海拔越高的台站冰盖越厚 2.地壳属于地球的内部圈层结构，那下列关于地球的圈层结构叙述正确的是(   ) A.地震波可以分为横波和纵波，其中横波传播速度更快 B.经过莫霍界面时横波消失，纵波减速 C.一般认为下地幔中的软流层为岩浆的发源地 D.岩石圈包括地壳和上地幔的顶部，是由坚硬的岩石组成的 B D 解析 1.答案：B 解析：读表可知，③台站纬度不是最高，但是冰盖最厚，A项错误；纬度越高的台站海拔越高，B项正确；③台站海拔低于④台站，但是地壳厚度大于④台站，C项错误；⑤台站海拔最高，但是冰盖不是最厚，D项错误。故选B。 2.答案：D 解析：根据所学知识可知，地震波可以分为横波和纵波，其中纵波传播速度更快，A错误。经过莫霍界面时纵波和横波速度都加快，B错误。一般认为上地幔中的软流层为岩浆的发源地，C错误。岩石圈包括地壳和上地幔的顶部，是由坚硬的岩石组成的，地球的岩石圈可以分为六大板块，D正确。故选D。 下图为“地球图层结构示意图”。读图,完成下面小题。 3.下列有关地球圈层特点的叙述,正确的是(   ) A.①圈层是大气圈,主要成分是氮和氢 B.②圈层即岩石圈 C.③圈层由塑性物质组成,为岩浆的主要发源地 D.④圈层的物质状态为固态 4.下列有关图中信息的叙述,正确的是(   ) A.纵波、横波通过莫霍面、古登堡面时,波速都增加 B.在⑤圈层无法监测到横波 C.①和②之间的圈层即水圈 D.地球内部、外部各圈层都是连续且规则的 C B 解析 3.答案：C 解析：①圈层为大气圈,其主要成分是氮气和氧气;②为地壳,它是岩石圈的一部分;③为软流层,由塑性物质组成,为岩浆的主要发源地;④为外核,物质为液态。 4.答案：B 解析：纵波和横波通过莫霍面时,波速都明显增加,在通过古登堡面时,纵波波速突然下降,横波完全消失。⑤圈层是内核,因外核为液态,横波无法到达该圈层。水圈位于地表和近地表。水圈是不规则的。 五大连池风景区总面积1 060 km2，14座新老时期火山的喷发年代跨越200多万年，被誉为“天然火山博物馆”和“打开的火山教科书”。一条蜿蜒曲折的河流将五个火山堰塞湖连在一起，形成了五大连池。下面两图分别为“五大连池(局部)景观图”和“地球的内部圈层结构图”。据此完成下面小题。 5.从火山口喷出的炽热岩浆一般来源于(   ) A.①圈层B.②圈层C.③圈层D.④圈层 6.下列关于地球圈层特点的叙述，正确的是(   ) A.③圈层最可能为液态 B.④圈层的温度低，压力和密度都比较小 C.②圈层横波不能通过 D.①圈层厚度海洋大于陆地 7.火山喷发的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是(   ) A.大气圈→岩石圈→水圈、生物圈 B.水圈、生物圈→岩石圈→大气圈 C.水圈、生物圈→大气圈→岩石圈 D.大气圈→水圈、生物圈→岩石圈 B A D 解析 5.答案：B 解析：读图可知,①圈层是地壳,②圈层是地幔,③圈层是外核,④圈层是内核。火山口喷发出的炽热岩浆一般来源于上地幔的软流层,对应的是②圈层,B正确,A、C、D错误。故选B。 6.答案：A 解析：据上题可知,③圈层是外核,最可能为液态,A正确;④圈层是内核,其温度、压力和密度都较大,B错误;②圈层是地幔,横波可以通过,C错误;①圈层是地壳,其厚度海洋较陆地小,D错误。故选A。 7.答案：D 解析：火山灰在地球圈层中迁移的顺序不是从火山灰的来源开始,而是从大气圈开始的,火山灰漂浮在大气圈中慢慢会沉积下来进入到水圈、生物圈最终沉积下来到岩石圈,故火山喷发的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是大气圈→水圈、生物圈→岩石圈,D正确,A、B、C错误。故选D。 贵州黄果树瀑布，作为亚洲最大的瀑布之一，以其磅礴的气势吸引了无数游客的目光。图为黄果树瀑布景观图。据此完成问题。 8.图中涉及的外部圈层中，厚度最大的是(   ) A.水圈B.岩石圈C.生物圈D.大气圈 9.气势磅礴的黄果树瀑布，充分体现了(   ) A.水圈与生物圈的相互联系 B.水圈与岩石圈的相互联系 C.岩石圈与大气圈的相互联系 D.大气圈与生物圈的相互联系 D B 解析 8.答案：D 解析：读图可知，景观图中涉及大气圈、水圈、生物圈共3个外部圈层，其中最活跃的圈层是生物圈，大气圈的厚度最大，D正确，ABC错误。故选D。 9.答案：B 解析：黄果树瀑布景观的形成过程，充分说明了图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化。因为瀑布的形成过程，要先有地壳运动形成的地势落差，而后才可能有瀑布景观，充分体现了水圈和岩石圈的相互联系，B正确，ACD错误。故选B。 THANK YOU $$