内容正文:
第三节 地球的圈层结构
课程标准
教学指导意见
运用示意图,说明地球的圈层结构
结合示意图,能说出地球内部圈层及其分界面名称,能说出岩石圈的范围;能说出地球外部圈层结构的名称,并能在校园等熟悉的环境中说出自然环境的构成要素
绘制示意图,能准确标注地球内部圈层及其分界面名称,并标出岩石圈范围;能说出地球内部圈层划分依据,即地震波在不同圈层的传播特点
通过景观图片,能区分地球外部圈层;能举例说明地球各圈层相互联系、相互渗透的关系,并说明各圈层对自然环境形成的作用及其与人类活动的关系,初步建立人地协调观
(见学生用书P17)
一、地震和地震波
1.地震
(1)概念: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__。
(2)地震的几个要素
位置
B
C
AB
BC
名称
震中
__震源__
震中距
__震源深度__
特征
震源在地面上的__垂直投影__,即地面正对着震源的那一点
地球内部岩石发生断裂引起__震动__的地方
从观测点到震中的__直线距离__
从震中到震源的__垂直距离__
(3)震级:表示地震的大小。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__。
(4)烈度:表示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__。
(5)等震线:将__烈度__相同的点连成的封闭的曲线,图中位于其上的点是__D__。
[点拨] 分析地震烈度大小的方法
地震发生时,烈度大小要考虑震级、震中距、震源深度、地质构造、地表建筑和发生时间等因素。如图所示:
2.地震波
(1)概念:地震的能量以__波动__的方式向外传播。
(2)类型与异同
类型
传播速度
传播介质
共同特点
纵波
(P波)
较__快__
在固体、液体和气体中均能传播
①在不同介质中的传播速度不同
②经过不同介质的界面时,会发生反射和折射现象
横波
(S波)
较慢
只能在__固体__中传播
[点拨] 地震波传播介质与速度差异产生的影响
因为横波只能在固体中传播,且传播速度比纵波慢,所以当地震发生时,陆地上的人们会先感受到上下颠簸,后感受到左右晃动。
地震逃生“黄金12秒”:横波传播速度慢,纵波传播速度快,而横波与纵波由于速度差引起的传播时间的间隔正好相差12秒。
(3)利用:通过对地震波的精确测量,“透视”了地球内部的结构。
二、地球的内部圈层
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。
圈层
名称
不连续面
及深度
地震波传
播特点
特征
地壳
__莫霍面__
(平均厚度17千米)
传播速度比较稳定
①地面以下、莫霍面以上的固体外壳
②大陆地壳较厚(平均厚度为39~41千米),大洋地壳较薄(平均厚度为5~10千米)。地球大范围固体表面的海拔越高,地壳越__厚__;海拔越低,地壳越__薄__
地
幔
上
地
幔
横波、纵波都能传播
①具有固态特征,主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成,由上而下,铁、镁的含量逐渐增加
②__软流__层一般被认为可能是岩浆的主要发源地
③地壳和__上地幔顶部__(软流层以上)合称__岩石圈__
下
地
幔
__古登堡面__
(平均2 900千米)
地
核
外
核
横波不能在外核中传播
①组成地核的物质可能是极高温度和高压状态下的铁和镍
②横波不能在外核中传播,表明外核的物质在高压和高温下呈液态或熔融状态。它们相对于地壳的“流动”,可能是地球__磁场__产生的主要原因。一般认为地球内核呈固态
内
核
试一试
将下列地震波及界面与其对应的特点用直线连接起来。
[点拨]
(1)地壳上层为硅铝层,以硅和铝为主,密度较小。地壳下层为硅镁层,以镁和铁为主,密度较大。硅镁层是连续的。硅铝层主要分布在大陆地壳上,大洋底部很少。
(2)地壳是岩石圈的一部分,是地球内部圈层最外面的一个圈层。岩石圈则包括上地幔顶部(软流层以上)和地壳的全部,平均厚度100~110千米,如图所示。
三、地球的外部圈层
1.大气圈
(1)组成:包裹地球的气体层。
(2)密度变化特点
①近地面的大气密度大。
②随着__高度__的增加,大气的密度迅速减小。
③在2 000~3 000千米的高空,与星际空间的情况很接近,视为大气圈的上界。
(3)意义:地球生命存在的基础条件之一。
2.水圈
(1)组成:液态水、__固态水__和气态水。
(2)分类:按照存在位置和状态,分为海洋水、__陆地水__(包括地表水和地下水)、大气水和生物水。
(3)意义:陆地水与人类社会的关系最为密切。
3.生物圈
(1)组成:地球上所有生物及其生存环境的总称。
(2)分布:不单独占有任何空间,渗透于__大气圈__的底部、水圈的全部和__岩石圈__的上部。
(3)意义: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。
[点拨] 地球外部圈层之间是相互渗透的,没有明确的分界面。如生物圈渗透于岩石圈、大气圈和水圈中,而组成水圈的水有陆地水、大气水等。
(1)地震发生时,震中的人先感到地面上下颠簸,后感到左右晃动。( √ )
(2)从地面向下依次为古登堡面、莫霍面。( × )
(3)地面海拔越高,地壳越薄。( × )
(4)海拔越高,大气的密度越大。( × )
(5)生物是生物圈中的主体和最活跃的因素。( √ )
(见学生用书P19)
课标要点一
地球的内部圈层
阅读材料,探究下列问题。
材料一:地震波的传播速度与地球内部圈层划分示意图。
材料二:地球内部圈层结构局部图。
材料三:北京时间2024年2月15日14时2分,我国广西壮族自治区河池市天峨县发生4.4级地震,震源深度10千米。
(1)据材料一判断A为__横__波,B为__纵__波,并说明判断理由。
【答案】在同一深度传播速度慢的为横波,传播速度快的为纵波。
(2)据材料一分析地震波自上而下经过C和D界面时波速的变化特点。
【答案】地震波穿过C界面时,横波和纵波的传播速度都明显增加;穿过D界面时纵波的传播速度突然下降,横波完全消失。
(3)据材料二描述地壳厚度的分布规律。
【答案】陆地地壳厚,海洋地壳薄;高山厚,平原和盆地薄。
(4)说出材料三中地震震源位于地球的哪个内部圈层,并说明地震发生时,街道上的行人与轮船上的游客感觉有什么不同。
【答案】地壳。街道上的行人先感觉上下颠簸,后感觉左右摇晃;轮船上的游客只感觉上下颠簸。
1.地球的内部圈层
以莫霍面和古登堡面为界,可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。
2.地球内部圈层划分图的判读技巧
可提取的信息种类:地震波的类型、莫霍面、古登堡面、地球内部圈层的结构。
(1)横波(S波)和纵波(P波)的判断:横波传播速度慢,只能在固体中传播;纵波传播速度快,在固体、液体、气体中都可传播。
(2)莫霍面的判断:在地下(陆地部分)平均39~41千米处,横波和纵波的传播速度都突然增大——不连续面(莫霍面),即地壳和地幔的分界面。
(3)古登堡面的判断:在地下2 900千米处,横波突然消失,纵波的传播速度突然减小——不连续面(古登堡面),即地幔和地核的分界面。
(4)地球内部圈层的划分:根据莫霍面和古登堡面,地球内部分为地壳、地幔和地核。
(5)地球内部圈层物质状态的判断:根据地震波的传播情况可判断出物质的状态。
3.地壳的结构特点及厚度差异
(1)地壳的结构特点
①水平方向上:地壳厚度不均(大陆地壳厚,大洋地壳薄)。
②垂直方向上:硅铝层不连续分布(大洋部分缺失或罕见)。
③大陆地壳为双层结构,而大洋地壳以单层结构为主。
(2)地壳的厚度差异
2024·宁波五校高一联考下图为某震源的地震波传播路径图。据此回答第1、2题。
1.纵波与横波都能够到达的是( B )
A.甲与乙 B.甲与丁
C.丙与丁 D.乙与丙
【解析】纵波(P波)在固体、液体和气体中都能传播,横波 (S波) 只能在固体中传播。据图可知,地震波若要到达乙、丙区域则必须穿过地核,而地核的外核呈液态或熔融状态,横波无法穿过,因此纵波和横波都能够到达的只有甲、丁两区域。B正确。
2.地震发生以后,建筑物并不会马上倒塌,一般都要间隔约12秒,这就是地震救援领域所说的“黄金12秒”,在这12秒中人们可以决定是躲还是逃。根据所学知识推断“黄金12秒”确定的依据是( A )
A.横波和纵波的传播速度差异
B.人体对紧急事件的生理反应能力
C.横波和纵波的传播介质差异
D.建筑物的抗震系数
【解析】结合所学知识可知,地震释放的能量以地震波的方式向外传递,纵波传播速度快,横波传播速度慢,一般认为横波的水平晃动力是造成建筑物破坏和人员大量伤亡的主要原因,因此横波和纵波传播速度的差异造成了地震救援领域的“黄金12秒”,A正确。
课标要点二
地球的外部圈层
材料一:地球圈层间的物质交换示意图,图中序号①②③代表外部圈层。
材料二:某学生外出时拍摄的景观照片。
(1)分析材料一中①②③分别代表哪个外部圈层。
【答案】①水圈,②生物圈,③大气圈。
(2)据图写出连接地球内部圈层和外部圈层的是哪个部分。“落红不是无情物,化作春泥更护花”反映的是哪两个圈层之间的关系?
【答案】岩石圈。岩石圈和生物圈。
(3)分析材料二中体现出的地球圈层,并写出构成该景观的主体要素及所在圈层。
【答案】水圈、生物圈、岩石圈和大气圈。该景观的主体要素是瀑布,所在圈层是水圈。
(4)该景观的形成说明了各圈层之间有什么关系?
【答案】说明地球的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间相互联系、相互制约、相互渗透,不断地进行着物质和能量的交换,形成人类赖以生存的地球表层环境。
地球三个外部圈层的比较与相互关系
外部
圈层
分布
与人类的关系
特点
相互关系
大气圈
包裹地球
地球生命生存的基础条件之一
随高度增加,大气的密度迅速减小
相互渗透、相互影响、相互联系
水圈
海洋水、陆地水、大气水和生物水
陆地水与人类社会的关系最为密切
具有液态、固态和气态的三态变化
生物圈
地壳、大气圈和水圈中的生物世界
与地壳(或岩石圈)、大气圈、水圈共同组成地球的生态系统
生物是地球生态系统的主体和最活跃的因素
读地球四个圈层构成示意图,回答第1、2题。
1.图中所示的圈层甲、乙、丙分别为( D )
A.水圈、生物圈、岩石圈
B.生物圈、岩石圈、水圈
C.岩石圈、水圈、生物圈
D.生物圈、水圈、岩石圈
【解析】生物圈渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,与其他圈层相互渗透、相互联系;岩石圈位于各圈层的底部;水圈位于大气圈和岩石圈之间。故甲、乙、丙分别为生物圈、水圈、岩石圈。故选D。
2.下列关于甲圈层的说法正确的是( D )
①是有机圈层 ②是厚度最小的圈层 ③是质量最大的圈层 ④地球上最大的生态系统 ⑤存在于地球的外部圈层和地幔之间
A.①②⑤ B.②③④
C.③④⑤ D.①④
【解析】甲圈层(生物圈)是有机圈层,也是地球上最大的生态系统,①④正确。故选D。
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