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第一章 宇宙中的地球 第三节 地球的圈层结构 学习目标 ⑴通过学习,掌握地震波的概念、分类及特点。 ⑵通过学习,掌握地球内部圈层结构的基本情况。 ⑶了解地球外部圈层的概念、特点及其意义。 CONTENTS 01 地震和地震波 02 地球内部圈层 03 地球外部圈层 地球内部圈层 02 THE INNER STRUCTURE OF THE EARTH 前苏联—科拉超深钻井 前苏联在科拉半岛进行科学钻探,其中最深的一个钻井达12262米,是当时世界上最深的钻井(现已被超越)。 目前,人类在地球表层的最深钻井不足13千米; 13 地球平均半径6371千米; 63 71 人类已达部分只占地球平均半径的1/516。因此缺乏地球内部状况的直接证据 516 1 新教材和以往相比确实设计得更加合理了 比如说导入环节 直接用教材每节提供的材料就已经很好了 ——地理课件库 5 对地球内部的认识过程 科学家通过对地震波传播速度的研究发现: 地球内部有两个波速明显变化的界面,据此将地球内部划分为: 三个主要圈层。 三、地球内部圈层结构 读左图,思考下列问题。 (1)找到地震波速度发生突变的深度。 在很浅的位置,大约17千米,横波、纵波的速度突然增加。2900千米处,纵波速度突然下降,横波完全消失。 如何读图: 1.读图名 2.读图例 3.读横纵坐标表示的含义 4.读内容 ①找出特殊点:最大值,最小值,转折点②找出变化趋势:增加还是减小 【自主学习】:1.观察左图,地震波波速在地球内部传播速度是否均匀?这说明了什么? 任务二:地球内部圈层结构 地球内部物质的性质随深度发生了变化。 不均匀 【小组合作】:2.根据地震波传播特点,推测地球内部物质状态并说明理由。 任务二:地球内部圈层结构 变化一:横波和纵波波速都增加。 变化二:横波消失,纵波速度变慢。 物质的性质或状态发生了变化。 由固态变成了液态。 变化一:‘莫霍面’ 变化二:古登堡面 地幔 地核 内核 外核 地壳 横波 (S) 纵波 (P) 0 3 6 9 12 速度/(千米/秒) 1000 2000 3000 4000 5000 6371 深度/千米 33 2900 5150 莫霍面 古登堡面 不连续面 横波和纵波波速都明显增加 纵波波速突然下降,横波完全消失 重绘图! 目的也是为了更好的展示动画效果 ——地理课件库 11 莫霍界面和古登堡界面,地震波波速的 突然变化说明了什么问题? 思考: 推测地幔和地核的物质状态并说明理由。 物质状态发生了变化。 地幔是固态,因为横波和纵波都可以通过; 外核是液态或者熔融状态, 因为横波在此消失。内核一般认为是固态。 地壳:固态 任务二:地球内部圈层结构 范围:地表至莫霍面之间的部分。 组成:由岩石组成。 特征:平均厚度17km,大陆地壳厚,海洋地壳薄。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。 大陆地壳与大洋地壳的区别: 大陆地壳由硅铝层和硅镁层组成,平均厚度约39-41km; 大洋地壳只有硅镁层,平均厚度约5-10km 大陆地壳:双层 大洋地壳:单层 莫霍界面 上层: 硅铝层 下层:硅镁层(连续) 地幔 地壳 地壳:地面以下、莫霍面以上的固体外壳。地壳平均厚度17km。 大陆地壳较厚,大洋地壳较薄。 地幔:固态 任务二:地球内部圈层结构 范围:莫霍面至古登堡面之间的部分。 深度:深度为地下33km-2900km,占地球总体积的80%。 分为上地幔和下地幔。 组成:铁镁的硅酸盐类物质,由上而下铁镁含量逐渐增加。 任务二:地球内部圈层结构 地幔 软流层:位于上地幔的上部。 软流层:温度高,部分岩石呈熔融状态,能流动,是岩浆的发源地。 任务二:地球内部圈层结构 地幔 岩石圈:位于软流层之上,包括上地幔顶部和地壳两部分。平均厚度为100~110千米。 岩石圈:由坚硬的岩石组成。 注意:岩石圈≠地壳 岩石圈=地壳+上地幔顶部 任务二:地球内部圈层结构 地核 位于古登堡面以下,厚度约3400km。 组成:主要由铁和镍组成,可分为内核和外核。 外核是熔融状态的金属,形成了地球的磁场。 内核是一个固态金属球。 外核相对“流动”导致:地球磁场的产生 试着比较一下地球内部圈层与煮熟的鸡蛋的异同。 比一比: 同:在内部圈层和结构和比例上,煮熟的鸡蛋和地球很相似。 异:鸡蛋整体上呈椭圆,地球接近正圆; 鸡蛋壳较均匀,而地壳(陆地和海洋)厚薄不均匀; 熟鸡蛋蛋白结构一致,呈固态,地幔分上地幔和下地幔,上地幔上部有软流层; 地核的外核呈液态或熔融状态,而熟鸡蛋的蛋黄呈固态。 这里并没有给出答案 因为并不需要学生真的详尽的把两者的异同比较出来 而是像震级烈度与炸弹爆炸的类比一样 让学生对于地球内部与鸡蛋结构也有这种类比意识就行了 说到底其实就是为了化抽象为形象 用生活中常见的事物类比记忆抽象事物 ——地理课件库 19 小结提升1:地震波与地球内部圈层 地壳 地幔 地核 莫霍面 古登堡面 地表至莫霍面之间的部分。 由岩石组成。 平均厚度17km,大陆地壳厚,海洋地壳薄。 莫霍面至古登堡面之间的部分。 分为上地幔和下地幔。 软流层位于上地幔的上部,是岩浆的发源地。 岩石圈包括上地幔顶部和地壳。 位于古登堡面以下,主要由铁和镍组成,可分为内核和外核。 外核是熔融状态,内核是一个固态金属球。 17km 圈层名称 不连续面 深度 地震波 传播特点 物质组成及特征 地壳 地幔 上地幔 下地幔 地核 外核 内核 莫霍面 古登堡面 平均17千米 2900千米 ①组成物质主要是铁和镍; ②外核呈液态或熔融状态,液态物质的运动形成了地球的磁场; ③内核呈固态。 ①上地幔上部存在一个软流层,可能是岩浆的主要源地; ②组成物质:含铁、镁的硅酸盐类矿物 ①由岩石组成的固体外壳; ②厚度不均,大洋部分薄,大陆部分厚; ③分上下两层(上层:硅铝层,下层:硅镁层),硅铝层不连续分布。 地球内部圈层结构 The inner layer structure of the earth 02 纵波速度较快 横波速度较慢 纵波、横波速度 明显增加 纵波速度突然下降,横波完全消失 地球外部圈层 03 THE OUTER SPHERE STRUCTURE OF THE EARTH 地球的外部圈层结构 The outer sphere structure of the earth 通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界,划分为大气圈、水圈和生物圈三个圈层,统称为地球的外部圈层。 03 探究点3:地球的外部圈层 地球圈层 外部圈层 内部圈层 大气圈 水圈 生物圈 地表 材料:地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等。 岩石圈的表面高低不平,被大气圈、水圈和生物圈覆盖。 任务三:地球外部圈层如何划分? 大气圈 生物圈 水圈 【小组合作】:结合材料,说出地球的外部各圈层有什么特征? 任务三:地球外部圈层如何划分? 材料: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。大气圈笼置着地球,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。 水 汽 干洁空气 固体杂质 2000-3000km 大气圈的厚度大约2000-3000km,随海拔升高,大气密度减小,气压降低。 大气由干洁空气、水汽和固体杂质组成,产生了各种天气现象。 材料:水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称,其主体是海洋,还包括陆地上的河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等。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。 任务三:地球外部圈层如何划分? 水圈主要由海洋(主体)、河湖、沼泽、冰川、地下水等组成。 水圈是一个连续而不规则的圈层。 材料:生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。地球生物的活动和影响范围虽然涉及大气圈、水圈和岩石圈,但多数生物集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中。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。 任务三:地球外部圈层如何划分? 生物圈包括所有生物及其生存环境,包含大气圈下部,水圈和岩石圈上部。 生物圈渗透在其他圈层之中,是最活跃的圈层。 小结提升2:地球的外部圈层 大 气 圈 生 物 圈 水 圈 水 圈 岩 石 圈 大气圈: 由干洁空气、水汽和固体杂质组成,形成各种天气。 水圈: 主要由海洋(主体)、河湖、沼泽、冰川、地下水等组成,是一个连续而不规则的圈层。 生物圈: 渗透在其他圈层之间,是最活跃的圈层。 相互渗透 相互联系 描述大气圈、水圈、生物圈的特征。举例说明四大圈层之间是如何相互联系、相互渗透的;用示意图表示四大圈层之间的关系。 外部圈层 范围/组成 特征 大气圈 水圈 生物圈 大气圈、水圈和岩石圈互相渗透、互相影响的结果 包裹地球的气体层; 上界:2000-3000KM的高空 随高度增加,大气密度迅速减小 液态水、固态水和气态水组成 海洋水、陆地水、大气水和生物水 连续不规则的圈层 大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部(地上100m至水下200m是生物圈核心部分) 最活跃的圈层 外部圈层 概念 特点 关系 大气圈 水圈 生物圈 包裹地球的气体层 气体和悬浮物组成,主要成分是氮和氧 2000-3000km为大气上界 由固态水、液态水、气态水构成 按位置和形态海洋水、陆地水、大气水、生物水等 陆地水与人类关系最密切 地球表层生物及其生存环境的总称 生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。 地球表层水体构成的连续但不规则的圈层 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 地球的外部圈层结构 The outer sphere structure of the earth 【总结】一波、二面、三层、四圈 $