内容正文:
地球的圈层结构 学案
【教学目标】
掌握地震波(纵波、横波)的特性,并能根据波速变化划分地球内部圈层。
绘制内部圈层示意图,准确描述地壳、地幔、地核的范围、物质状态及关键界面
理解软流层、岩石圈的概念及相互关系。
说出外部三大圈层(大气圈、水圈、生物圈)的主要特点及其与人类的联系。
一、任务一:课前预习
阅读教材,完成下列填空,了解地球圈层的基本划分。
科学家通过对 ________ 的研究,把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。
地震波有两种:质点振动方向与传播方向一致的波叫 ________(________波),能在固体、液体和气体中传播;质点振动方向与传播方向垂直的波叫 ________(________波),只能在 ________ 中传播。
在地球内部,地震波波速发生突然变化的面叫做 ________。其中,地下约33千米处(大陆部分)为 ________,地下约2900千米处为 ________。
地壳位于莫霍面以上,由 ________ 组成的坚硬外壳。地壳厚薄不一,________ 处地壳厚,________ 处地壳薄。
地幔分为上地幔和下地幔。上地幔顶部存在软流层,被认为是 ________ 的主要发源地。地壳和上地幔顶部(软流层以上)合称为 ________。
地球的外部圈层包括 ________ 、________ 和 ________ 三大圈层,这些圈层之间相互联系、相互制约,形成人类赖以生存的自然环境。
二、任务二:寻找地球内部的“CT影像”
情境:假设你是地球物理学家,得到了某次地震的地震波记录表。纵轴表示深度,横轴表示波速。
深度(km)
P波速度(km/s)
S波速度(km/s)
波速变化
0~33
6.0 → 8.0
3.5 → 4.5
逐渐增加
33
8.0 → 8.5
4.5 → 4.8
突然跳升 → 莫霍面
33~2900
8.5 → 13.5
4.8 → 7.2
缓慢增加
2900
13.5 → 8.0
7.2 → 0(消失)
古登堡面,S波消失
2900~5100
8.0 → 10.0
0(无法传播)
P波减速,S波无
(小组讨论填空):
在深度2 900 km处,S波完全消失,这直接证明该深度以下物质为 __________ 态。
根据波速变化规律,判断下列地点地壳厚度大小(填“>”或“<”):
青藏高原() 华北平原; 海洋地壳() 大陆地壳。
拓展挑战:为什么登山运动员在珠峰顶能测到来自地幔的地震波,但无法直接看到地幔?
答:因为 ________________________________________________________。
三、任务三:数据推理·“厚薄不一”的地壳
提供数据(简表):
地区
地壳厚度(km)
青藏高原
70~85
四川盆地
40~50
华北平原
30~35
日本海沟
10~15
大洋中脊
5~8
(填空+小组PK):
地壳厚度变化规律:大陆地壳普遍 __________(厚/薄)于海洋地壳;山脉地区 __________(大于/小于)平原地区。
推断:同是大陆,青藏高原的地壳比华北平原厚,原因是 __________________________________________________(提示:板块碰撞、地壳均衡)。
应用:如果在青藏高原打一口科学钻探井(如“地壳一号”计划),需要钻探约 __________ km才能穿透地壳到达莫霍面。(提示:该处平均厚度约70 km)
小组讨论:大陆地壳分为上层硅铝层(密度小)和下层硅镁层(密度大);海洋地壳一般缺少 ______________ 层,所以密度较 __________。
四、课堂总结
地球内部圈层的划分依据与关键界面
科学家主要利用地震波(纵波P波和横波S波)在不同介质中传播速度的差异来探测地球内部。在深度约33 km(大陆)处,纵波和横波速度突然增加,这个界面称为莫霍面;在深度约2 900 km处,横波突然消失,纵波速度急剧下降,这个界面称为古登堡面。以这两个界面为界,地球内部分为三层:地壳(莫霍面以上)、地幔(莫霍面与古登堡面之间)和地核(古登堡面以下)。地核又分为外核(液态)和内核(固态)。
各圈层的主要特征
地壳:厚度不均,大陆地壳较厚(平均约17 km,高山高原可达70 km),海洋地壳较薄(平均约6 km)。大陆地壳具有双层结构(硅铝层和硅镁层),海洋地壳一般缺少硅铝层。
地幔:位于莫霍面至古登堡面,厚度约2 870 km。上地幔顶部存在软流层,物质呈熔融状态,被认为是岩浆的发源地。软流层以上的地幔与地壳合称为岩石圈。
地核:位于古登堡面以内,分为外核(液态,主要成分铁镍)和内核(固态,极高温度与压力)。外核中液态金属的流动被认为是地球磁场产生的主要原因。
五、【课后训练】(每题2分)
甲乙两地莫霍面深度不一,下图为长江流域某区域莫霍面的等深线分布图。据此完成下面小题。
1.读图,据图可推断( )
A.①地地壳厚度最薄 B.②地煤矿资源丰富
C.③地地幔深度最浅 D.④地地下水埋藏较浅
2.该区域可能位于( )
A.青藏高原 B.长江中下游平原 C.安第斯山脉 D.太平洋中部
3.在乙地,和甲地同一深度的地方处于( )
A.地壳 B.上地幔 C.下地幔 D.地核
2025年尼泊尔边境地区发生强震,该地位于喜马拉雅地震带,震源深度20千米,震后多地出现山体滑坡、堰塞湖险情。完成下面小题。
4.关于此次地震,下列表述正确的是( )
A.震源位于软流层 B.横波的波速快于纵波
C.烈度受震源深度影响 D.堰塞湖属原生地质灾害
5.救援所用到的地理信息技术说法正确的是( )
A.利用北斗卫星导航系统(BDS)获取滑坡体的高分辨率影像
B.通过地理信息系统(GIS)分析堰塞湖溃坝的风险范围
C.遥感技术(RS)主要用于救援车辆的实时定位与调度
D.无人机航拍属于地理信息系统(GIS)的核心功能
北京时间2025年10月9日13时17分,四川甘孜州新龙县(北纬30.84度,东经99.86度)发生了5.4级地震,震源深度10千米。下图示意我国部分地区地壳等厚度线。据此完成下面小题。
6.下列说法正确的是( )
A.地壳厚度与地形海拔正相关 B.此次新龙县地震的震源位于地幔
C.四川盆地地壳厚度大于周边山地 D.山地的地壳一般比平原的地壳薄
7.地震救援领域所说的“黄金12秒”是指从地震发生到建筑物倒塌,一般要间隔约12秒。根据所学知识,推断“黄金12秒”确定的依据是( )
A.横波和纵波的传播介质差异 B.地震时先左右摇晃然后上下颠簸
C.横波和纵波的传播速度差异 D.人体对紧急事件的生理反应能力
北京时间2026年1月10日22时58分,印度尼西亚塔劳群岛东南方向52km海域(洋盆区)发生7.1级地震,震源深度约17km。据此,完成下面小题。
8.本次地震的震源位于( )
A.地壳 B.上地幔 C.软流层 D.下地幔
9.此次地震可以检测到,由震源到震中( )
A.纵波速度减慢 B.横波速度减慢 C.纵波速度加快 D.横波速度加快
北京时间2025年10月9日13时17分,四川甘孜州新龙县(北纬30.84度,东经99.86度)发生了5.4级地震,很多居民表示收到此次地震预警信息的手机弹窗。据此完成下面小题。
10.地震预警信息发布的依据是( )
A.纵波比横波传播速度快,且纵波破坏性较小 B.纵波比横波传播速度快,且纵波破坏性较大
C.横波比纵波传播速度快,且横波破坏性较小 D.横波比纵波传播速度快,且横波破坏性较大
11.下列针对地震的防灾减灾措施,合理且有效的有( )
①地震发生时高层住户应迅速坐电梯逃离至底层②户外避震应选择在墙脚处蹲下
③建立地震监测预警系统④加强地震应急逃生演练
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
六、课后反思
听完本节课你的收获有哪些:
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