1.4地球的圈层结构课件2025-2026学年高中地理人教版必修一

A journey to the heart of the earth 《地心游记》地球内部揭秘 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? 地球的圈层结构 必修第一册第一单元第四节 学习目标 1.了解地震波的类型、传播特点、其在划分地球内部圈层方面的应用； 2.理解并掌握地球内部圈层的划分依据、主要特点； 3.理解地球外部各圈层的组成、主要特点及各圈层的相互关系； 4.结合实际，会分析地球圈层结构与人类活动的密切关系。 世界上最深的隧道为穿越瑞士阿尔卑斯山脉底部的圣哥达基线隧道,距地面约2438.4米 科拉超深井是世界上最深的钻井，是前苏联于1970年在科拉半岛地区开始的一项科学钻探，其中最深的一个钻孔1989年达到12,263米 世界上埋深最大的实验室在四川凉山彝族自治州雅砻江畔的大山中，埋深约为2400米 地球半径6371KM，我们如何感知地球内部的结构呢？ 天问一号 2021年5月15日7时18分，天问一号探测器在飞行了4亿多公里的距离后，成功着陆于火星预选着陆区，中国首次火星探测任务着陆火星取得成功。 如何探究看不到的地球内部呢？ 地震波 1.列举人类能观察到的与地球内部有关的现象有哪些？ 将今论古 由表及里 观察现象 地震、火山喷发、温泉和地热、矿井钻探油气…… 2.根据上述现象，请你提出关于地球内部结构的猜想。 提出猜想 猜想1：地球内部可能是由不同的物质层叠组成的。 猜想2：地壳下面可能存在炽热的熔岩层。 猜想3：地球内部可能存在不同的温度和压力层。 …… 3.不能直接看到地球内部，还能通过什么手段来了解它呢？ 如何探究看不到的地球内部呢？ 地震波 3.不能直接看到地球内部，还能通过什么手段来了解它呢？ 声波 超声波 电磁波 当地震发生时，地下物质受到强烈的冲击会发生的弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就叫 地震波 。 地震波 地球内部是否存在类似的能量波呢？ 地震发生时，震源处发出的P波和S波会以不同速度传播到地震台站。通过记录多台地震仪的P波和S波到达时间，可以三角定位确定震中位置和震源深度。 自然：震级越大，震源深度越浅，震中距越小，地震破坏程度越大； 人文：越近城市，人口越多，经济越发达，地震受灾程度越严重 拓展：地震发生时，震源处发出的P波和S波会以不同速度传播到地震台站。通过记录多台地震仪的P波和S波到达时间，可以三角定位确定震中位置和震源深度。 1.地震波 一.地球的内部圈层结构 地震波按传播方式分为两种类型：纵波、横波 地震波 分类 定义 传播速度 所经 物质状态 破坏性 地物 表现 纵波(P) 横波 (S) 共同点：都随所通过物质的性质而改变 用途：探测石油、地下水、勘探断层地质构造等 质点震动方向与 传播方向一致的波 质点震动方向与 传播方向垂直的波 较快 较慢 固体、 液体、 气体 固体 较弱 较强 左右摇晃 上下震动 思考1：两种地震波的共同点？这一的特点有何现实用途？ 先上下震动， 后左右摇晃。 有上下震动， 无左右摇晃。 有上下震动， 无左右摇晃。 思考2:当地震发生时， 陆地上的人、水中的鱼、天空中的鸟感觉相同吗？为什么？ 14 思考2:地震发生时，什么时候是黄金逃生时间？为什么？ 纵波和横波到达的时间差。 中国地震台网 https://news.ceic.ac.cn/index.html?time=1698442872 假期作业：回家在自己和家人手机上设置地震预警。 1.25 地震波的传播速度与地球内部圈层的划分 探究： 地震波传播速度在传播过程中发生几次明显的变化？ 根据这些变化，我们应该将地球划分为几个圈层？请画一画。 2.内部圈层结构的划分 一、地球的内部圈层结构 图a 图b 图c 课堂探究 （3）两个不连续面附近，地震波速度发生了突然的变化，这说明了什么问题？ 物质发生了变化 （4）读图b，以两个不连续面为界，地球内部被划分成了几个圈层？ 地壳、地幔和地核 （5）读图a，说出软流层的位置和岩石圈的组成 岩石圈包括上地幔顶部和地壳 软流层位于上地幔的上部 横波 纵波 0 3 6 9 12 速度/km•S-1 1000 2000 3000 4000 5000 6000 深度/km 莫霍界面 古登堡界面 6371 地心 33 2900 5150 在接近33km处，横波、纵波波速增大 在接近2900km处横波突然消失，纵波波速突然下降 随着深度的加深，纵波波速逐渐增大，某一深度纵波速度突然增大 波速突然变化的面叫不连续面，以此划分地球内部结构， 即“两波知两面，两面分三层” 在两个不连续面附近，地震波速度有什么变化？这说明了什么？ 知识小结 莫霍界面 古登堡界面 地下平均33Km处 地下约2900Km处 横波和纵波的波速都明显增加 横波完全消失，纵波波速突然下降 地壳和地幔 地幔和地核 莫霍界面 古登堡界面 地下平均33Km处 地下约2900Km处 横波和纵波的波速都明显增加 横波完全消失，纵波波速突然下降 地壳和地幔 地幔和地核 名称 特征 地壳 地幔 上地幔 下地幔 地核 外地核 内地核 莫霍界面 古登堡界面 _________组成的坚硬外壳，厚薄不一；______薄，______厚。高山比平原 ； 平均厚度____km。 岩石圈位置：____________________。 物质状态： 的金属物质（铁、镍），与 的形成相关。 物质状态：固态组成（铁、镍） 一、地球的内部圈层结构 软流层位于_____________，，是_______的主要发源地，地球________与之相关，为_______状态。 固体岩石 海洋 陆地 33 上地幔的上部 岩浆 板块运动 熔融 上地幔的顶部和地壳 课后作业：合上书本，绘制地球内部结构示意图，标注三个圈层、两个不连续面、软流层、岩石圈的位置 阅读P22,找出地壳、地幔、地核、软流层、岩石圈的位置、厚度、组成特点？ 液态 磁场 厚 内核 外核 地面 地心 古登堡面 莫霍面 地 核 地 幔 地壳 上地幔 下地幔 软流层 地壳 岩石圈 岩石圈＞地壳 岩石圈 地壳：地表至莫霍界面，平均厚度为33km。 岩石圈：地壳和上地幔的顶部（软流层之上）,平均厚度为100km。 为什么软流层的物质呈熔融状态？地球内部的温度随深度的增加而增高，一般至100km深时，温度便接近于地幔开始熔融的温度，这时在水和挥发性组分的参与下，开始产生选择性熔融，逐渐形成固流体软流层。 大陆地壳：双层 大洋地壳：单层 莫霍界面 地 幔 地壳 上层： 硅铝层 下层：硅镁层 高大山脉 60-70KM 大陆平均39—41KM 海洋平均5—10KM 均厚17KM 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；在大洋底部非常罕见，即使有也非常薄 下层 硅镁层 由镁、铁、钙成分较多的玄武岩类组成 大 连续分布；在大陆和大洋地壳中都有分布 课后作业： 1.合上书本，绘制地球内部结构 示意图。 标注三个圈层、两个不连续面、 软流层、岩石圈的位置。 2.有人说，地球内部圈层结构像鸡蛋，也有人说像荔枝？你觉得还像什么？请对比异同，说出你的观点和依据。 3.回家在自己和家人手机上设置地震预警。 2.有人说，地球内部圈层结构像鸡蛋，也有人说像荔枝，你觉得还像什么？ 请对比异同，说出你的观点和依据。 一、地球的内部圈层结构 猜想1：地球内部可能是由不同的物质层叠组成的。 猜想2：地壳下面可能存在炽热的熔岩层。 猜想3：地球内部可能存在不同的温度和压力层。 …… 猜想验证 1650 年出版的世界地图 魏格纳 于是，他开始长期搜集和整理全球各地各种古生物化石、沉积和地层的资料，并进行古气候的分析，从中验证了对大陆漂移的认识。 魏格纳首先从地图上大西洋两边南美洲和非洲之间海岸线的相似性中产生了“大陆漂移”的灵感。 然而，由于魏格纳对大陆漂移动力机制解释上的 不足，使他的学说一直没有得到科学界的普遍认可。 1.列举人类能观察到的与地球内部有关的现象有哪些？ 观察现象 地震、火山喷发、温泉和地热、地壳运动、矿井钻探油气…… 大陆漂移的动力？ 海底扩张学说认为：来自地幔物质（软流层岩浆）的对流 从大陆漂移学说到板块构造学说 1915年魏格纳 大陆漂移学说 水平运动 H.Hess 赫斯 R.S.Dietz 迪茨 1960-1962年 海底扩张学说 动力机制 魏格纳 赫斯原来是一名航海家，二战期间，加入海军成为一艘美国军舰舰长，他在巡航的同时用声纳测深技术对洋底进行探测，指挥军舰横越太平洋，把航线上的数据加以分析整理。在分析这些测深剖面时，一种奇特的海底构造，引起了赫斯的注意：在大洋底部，有从海底拔起像火山锥一样的山体，它与一般山体明显不同的是没有山尖，这种海山顶部像是被一把快刀削过似的，非常之平坦。连续发现这种无头山，让赫斯感到大惑不解。 这些海底山体和过去发现的海丘山峰均不同，具有一种顶部平坦的特殊形状。山顶部直径为5～9千米，如果把周围山脚计算在内，形成数千米左右的高台；山腰最陡的地方倾斜达32°，再往下形成缓坡，并呈现阶梯状。这是所有平顶山的共同特征。还有一个特点是，平顶海山的山顶至少在海面下183米，也有的在海面下2500米处，一般多在海面下1000～2000米之间。这种海底平顶山，在世界大洋中均有发现。 赫斯教授的解释是，新的火山岛，最初露出海面时，受到风浪的冲击。如果岛屿上的火山活动停息了，变成一座死火山，在风浪的袭击下被侵蚀，失去再生的能力，天长日久，火山岛终于遭到“砍头”之祸，变成为略低于海面具有平坦顶面的平顶山了。 哈利·赫斯教授的研究并没有到此为止。他发现，同样特征的海底平顶山，离洋中脊近的较为年轻，山顶离海面较近；离洋中脊远的，地质年代较久远，山顶离海面较远(深)。最初，人们对这种现象无法解释。到了1960年，赫斯教授大胆提出海底运动假说。他认为，洋底的一切运动过程，就像一块正在卷动的大地毯，从大裂谷的两边卷动(大裂谷是地毯上卷的地方，而深 海沟则是下落到地球内部的地方)。地毯从一条大裂谷卷到一条深海沟的时间可能是1.2亿～1.8亿年。形像地说，托起海水的洋底像一条在地幔中不断循环的传送带。因为在地球的地幔中广泛存在着大规模的对流运动，上升流涌向地表，形成洋中脊。下降流在大洋的边缘造成巨大的海沟。洋壳在洋中脊处生成之后，向其两侧产生对称漂离，然后在海沟处消亡。在这里，陆地作为一个特殊的角色，被动地由海底传送带拖运着，因其密度较小，而不会潜入地幔。所以，陆地将永远停留在地球表面，构成了“不沉的地球史存储器”。 1962年，赫斯教授发表了他的著名的论文--《大洋盆地的历史》。这篇论文被人们称为“地球的诗篇”。其中，赫斯教授以先人之见，首先提出了“海底扩张学说”。 “海底扩张”说，恰好可以解释当年魏格纳无法解释的大陆漂移理论。我们知道，地球是由地核、地幔、地壳组成的。地幔的厚度达2900千米，是由硅镁物质组成，占地球质量68.1％。因为地幔温度很高，压力大，像沸腾的钢水，不断翻滚，产生对流，形成强大的动能。大陆则被动地在地幔对流体上移动。形象地说，当岩浆向上涌时，海底产生隆起是理所当然的，岩浆不停地向上涌升，自然会冲出海底，随后岩浆温度降低，压力减少，冷凝固结，铺在老的洋底上，变成新的洋壳。当然，这种地幔的涌升是不会就此停止的。在继之而来的地幔涌升力的驱动下，洋壳被撕裂，裂缝中又涌出新的岩浆来，冷凝、固结、再为涌升流动所推动。这样反复不停地运动，新洋壳不断产生，把老洋壳向两侧推移出去，这就是海底扩张。 在洋底扩张过程中，其边缘遇到大陆地壳时，扩张受阻碍，于是，洋壳向大陆地壳下面俯冲，重新钻入地幔之中，最终被地幔吸收。这样，大洋洋壳边缘出现很深的海沟，在强大的挤压力作用下，海沟向大陆一侧发生顶翘，形成岛弧，使岛弧和海沟形影相随。 海底扩张说的诞生，可以解释一些大陆漂移说无法解释的问题。当年魏格纳的“大陆漂移”学说，被赫斯教授的“海底扩张”学说所代替就是情理之中的事了。60年代后，被人们一度冷落的“大陆漂移”学说又重新受到人们的重视。 26 魏格纳 1915年 大陆漂移学说 水平运动 基本内容：①岩石圈是由若干刚性板块所构成的，这些板块漂浮在软流层之上滑动，全世界可以划分为六大板块。 ②板块内部地壳较稳定，板块交界处地壳较活跃。 H.Hess 赫斯 R.S.Dietz 迪茨 1960-1962年 海底扩张学说 动力机制 1968年 板块构造学说 总结前人成果 不断完善 勒皮雄 从大陆漂移学说到板块构造学说 科学探索的脚步从未停止！ “将今论古”和“以古论今”相结合，可以了解过去和预测未来 由于海底扩张，板块在软流层之上滑动，滑动的结果是产生了大陆漂移的现象。 板块的内部相对稳定，板块交界处是地壳运动的活跃地带。 应该说，最先提出“板块构造说”的是美国的地球物理学教授贾森·摩根。然而，遗憾的是，他只在学术会议上做了口头论述，他的论文是在一年之后才在《地球物理学研究杂志》上发表。另外，在此之前，英国《自然》杂志也发表过英国剑桥大学麦肯和美国加利福尼亚大学的帕走合等的类似论文。 27      (2019海南高考真题) 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8588米，创亚洲陆上钻井最深纪录。 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． 2023年12月2日菲律宾棉兰老岛附近海域发生了7.6级地震，震源深度40公里。 本次地震 A．震源在地壳中 B．可能导致干旱 C．震级小，破环程度小 D．可能导致山体滑坡 当地时间2023年2月6日4时17分，土耳其南部发生里氏7.8级地震，震源深度20km。此次地震导致多人死亡。据此完成下面小题。 3．此次地震的震源位于（   ） A．地核 B．地幔 C．软流层 D．地壳 4．此次地震造成多人死亡的主要原因有（   ） ①正值夜间酣睡 ②正值寒冷冬季 ③地震震级较大 ④震源深度过深 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ √ √ √ 自然：震级越大，震源深度越浅，震中距越小，地震破坏程度越大； 人文：越近城市，人口越多，经济越发达，地震受灾程度越严重 3 地球的外部圈层结构 大气圈 · 水圈 · 生物圈 二、地球的外部圈层结构 地球的外部圈层：包括大气圈、水圈、生物圈等。 ② ① ③ 大气圈 水圈 岩石圈 生物圈 观察各圈层的位置，将这四大圈层的名称填入空格。 ④ 阅读课本P23图文材料，思考： 地球的外部圈层包括哪些？岩石圈属于外部圈层吗？ 外部圈层中厚度最大的是 , 连续但不规则的是 , 水圈的组成包括 ， 地球特有的，且最活跃的是 ， 范围渗透到其他圈层的是 ，其范围是 ， 各圈层之间的关系是 。 岩石圈：内部圈层与外部圈层交接过渡的一个圈层 大气圈 水圈 海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等 生物圈 生物圈 ①相互联系，相互渗透；②进行着物质运动和能量交换 水圈的全部、 大气圈的底部、岩石圈的上部 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，同时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 大气圈 水圈 地表和近地表的各种形态水体的总称，其主体是海洋。水是最活跃的自然环境要素之一，对地表物质迁移和能力转换起着十分重要的作用，是生物生存和发展必不可少的物质。 概念：生物圈是地球表层生物的总称。 分布：水圈（全部）、大气圈（底部）、岩石圈（上部），多数的生物集中分布在大气圈、水圈和岩石圈很薄的接触带中。 生物圈 （底部） 大气圈 岩石圈 （上部） 水圈 （全部） ——地球特有的圈层，也是最活跃的圈层 意义：生物从环境中获取物质和能量，同时也在促进太阳能转化、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。 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 地球外部圈层与自然环境 (2010江苏高考真题)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。下图为冰岛位置图。 2.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 √ 各圈层中进行着物质迁移和能力转换 自然景观涉及大气圈、水圈、生物圈和岩石圈 1.找出照片中主要事物，如山、云、山顶积雪、湖泊、草、树木等。 2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行 分类。 3.思考图中各事物之间的联系。 山体 云层 树木 积雪 湖泊 草本 认识大气圈、水圈、生物圈和岩石圈及其相互联系 Eg:云层饱和形成降水，在山地形成积雪，实现了水从大气圈到水圈的迁移，山地积雪融化，下渗到岩层中，形成地下水，实现了水圈渗透到岩石圈的过程，其中水的三态变化实现了水的物质迁移和能量转化。 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 思维导图 记忆：两波两面三层四圈 (2024·海南三亚月考)下图中甲、乙、丙、丁表示地球的四大圈层。读图，完成3～4题。 3.图中代表水圈的是 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 √ 4.下列关于地球圈层的叙述，正确的是 A.大气圈的主要成分是氢气和氧气 B.生物圈位于水圈和岩石圈之间 C.水圈联系了四大圈层 D.图中地球圈层均为外部圈层 √ 如图示意万里长江第一湾景观。据此完成1～2题。 1.该图体现出的地球圈层的个数是 A.2个 B.3个 C.4个 D.5个 √ 2.该景观的形成过程，充分说明了 A.图中各圈层都是连续且不规则的，都相互重叠 B.图中的各圈层是独立发展变化的 C.图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化 D.图中各圈层的内部物质运动的能量都来自太阳辐射能 √ Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.65 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.74 www.aliyun.com - Media Transcoding $$