内容正文:
1.4 地球的圈层结构
依据新人教版必修第一册学案内容,分为地球内部圈层(地震波、分界面、三层结构、岩石圈)、 地球外部圈层(大气圈、水圈、生物圈) 两大模块,补充原理、对比表格、易错辨析、答题要点、习题深度解析,适配高中复习与考试。
第一部分 地球的内部圈层
一、探测地球内部的工具:地震波
1. 概念
地震发生时,震源释放的弹性冲击波,是人类唯一能直接探测地球内部物质状态、分层的媒介。
2. 纵波(P 波)、横波(S 波)核心对比(必背考点)
类型
传播速度
可通过介质
震动感受
特殊现象
纵波 P(F 波)
快,先到达地面
固体、液体、气体均可通过
上下颠簸
海洋、陆地都能感受到
横波 S(E 波)
慢,后到达地面
只能通过固体,液、气中完全消失
左右摇晃
水中无横波,船只只上下晃
3. 生活场景考题结论
-陆地上地震:先上下颠簸(P 波),后左右摇晃(S 波);
-海上船只 / 潜水员:仅感受到上下颠簸,无左右摇晃。
二、两个不连续界面(圈层分界面)
地震波速发生突变的深度面,是划分内部圈层的依据。
分界面
地下深度(大陆标准)
地震波变化
圈层分界
莫霍界面
大陆平均 33km;海洋仅 5–10km
P、S 波速度同步明显上升
地壳 ↔ 地幔
古登堡界面
2900km 深处
P 波速度骤降,S 波完全消失
地幔 ↔ 地核(证明外核为液态)
三、地球内部三层完整分层拓展
(一)地壳(莫霍界面以上)
1. 物质组成:上层硅铝层(花岗岩质,大陆独有)、下层硅镁层(玄武岩质,海陆均有);
2. 厚度差异(高频考点):
-大陆地壳:厚,平均 33km,高原山地最厚可达 70km;
-海洋地壳:薄,仅 5–10km;
-特点:厚薄不均,硅铝层在大洋底部缺失。
(二)地幔(莫霍面 —2900km 古登堡面,占地球体积 80%)
1. 分层:上地幔、下地幔;
2. 软流层(核心考点):位于上地幔上部,岩石局部熔融呈塑性熔融状态;
3.地理意义:岩浆的主要发源地;板块运动的动力来源;
4.物质:含铁镁的硅酸盐岩石,整体固态。
(三)地核(2900km 往下,铁镍金属为主)
1. 外核(2900–5000km):横波无法穿过,熔融液态金属;流动产生地球磁场;
2. 内核(5000km 至地心):极高温高压,铁镍挤压为固态金属球;
3. 整体特征:温度、压力、密度为地球圈层最大值。
四、易混核心概念:岩石圈(选择题高频陷阱)
1. 范围:全部地壳 + 上地幔顶部(软流层以上部分);
2. 区分:
-软流层不属于岩石圈;
-岩石圈 ≠ 地壳(地壳只是岩石圈最上层);
-应用:板块构造学说中,板块的载体就是岩石圈;火山、地震均发生在岩石圈。
五、内部圈层逻辑梳理
地震波 → 两个分界面 → 地壳、地幔、地核;软流层在上地幔上部;岩石圈 = 地壳 + 上地幔顶部。
第二部分 地球的外部圈层
外部圈层共三层:大气圈、水圈、生物圈;三者相互联系、相互渗透,共同和岩石圈构成地表自然环境。
1. 大气圈
组成:气体(氮气 78%、氧气 21% 为主)+ 水汽、尘埃等悬浮物质;
分布:包围地球,无明确上界,越往高空空气越稀薄;
作用:保温、削弱太阳辐射、生物呼吸、天气现象发生场所。
2. 水圈
定义:地表、地下、大气中所有形态水体总称(海洋、河湖、冰川、地下水、大气水、生物水);
核心特征:连续但不规则;
-连续:水循环使全球水体相互连通;
-不规则:海陆分布不均,水体分布碎片化。
3. 生物圈(最特殊圈层)
-范围:跨圈层分布,不独立占据空间;主要集中在:大气圈底部、水圈全部、岩石圈上部表层;
-内涵:地表所有生物 + 生物生存的环境;
-特点:是唯一有生命活动的圈层,串联大气、水、岩石圈进行物质交换。
4. 四大圈层相互关系
岩石圈(内部圈层表层)+ 大气圈、水圈、生物圈(外部圈层)相互渗透、相互影响,物质能量持续交换,构成人类生存的地表环境。
第三部分 典型习题深度解析
【典例1】地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等,这些圈层之间相互联系、相互制约,形成人类赖以生存和发展的自然环境。读“地球圈层构造示意图”,完成第1~3题。
图中A、B、C所示的圈层分别是( )
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
【答案】D
【详解】
地球外部圈层中生物圈是特殊的一个,多数生物集中分布在大气圈、水圈和岩石圈很薄的接触带中,图中的A圈层明显具备这一特征,排除A、C。B和C一个是水圈,一个是岩石圈,岩石圈的密度明显比水圈大,应该位于该图最底部,故选D。
【典例2】下图为地震波在地就内部传播速度和地球内部结构示意图。读图,完成下面小题。
(1)图中( )
A.E为纵波,F为横波
B.E波在约2900千米深度完全消失
C.F波在约2900千米深度传播速度突然增加
D.地球在约2900千米深度以下为固态
(2)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
【答案】
1.B 2.B
【分析】
(1)地震波中横波的传播速度较慢,纵波的传播速度较快,所以E为横波,F为纵波,A错误;在古登堡界面以上,纵波和横波波速都随着深度的增加而增大,古登堡界面处(约地下2900km),横波消失,纵波波速减小之后缓慢增加,B正确,C错误;横波只能在固体中传播,所以古登堡界面以下为液态,D错误。所以选B。
(2)岩浆的主要发源地位于上地幔上部的软流层,图中,②圈层为地幔,B正确,ACD错误。所以选B。
【点睛】
地球物理学家对天然地震波传播方向和速度的研究证明,地球内部物质呈同心圈层结构。在各圈层间都存在着地震波速度变化明显的界面(或称不连续面),其中最重要的界面有莫霍面和古登堡面,它们把地球内部分为地壳、地幔和地核三大圈层。
5.中国神话故事《封神榜》中的土行孙具有遁地能力。假如他从某处钻入地下始终保持直线前进并穿越地心。在他穿越地心前,依次穿越的是( )
A.地壳―地幔―地核―莫霍界面―古登堡界面
B.地壳―古登堡界面―地幔―莫霍界面―地核
C.地幔―莫霍界面―地核―古登堡界面―地壳
D.地壳―莫霍界面―地幔―古登堡界面―地核
【答案】D
【详解】
本题以《封神榜》为背景,考查地球内部圈层顺序。根据地球内部圈层结构可知,在穿越地心前,从地表向下,依次穿越的是地壳、莫霍界面、地幔、古登堡界面、地核,故直选法选D。
第四部分 全节易错点汇总(考前避坑)
1. 横波不能穿过液体,海上无左右摇晃;
2. 莫霍面深度:大陆 33km,海洋仅 5–10km,不能统一记 33km;
3. 软流层 = 上地幔上部,是岩浆发源地;软流层不属于岩石圈;
4. 岩石圈 = 地壳 + 上地幔顶部,地壳≠岩石圈(高频易错);
5. 古登堡面 S 波消失,证明外核液态;内核固态;
6. 水圈核心一句话:连续但不规则;
7. 生物圈跨三层,不是单独一层;
8. 内部圈层分界只看两个不连续面,不要混淆深度;
9. 地壳分硅铝层、硅镁层,大洋地壳缺少硅铝层。
第五部分 主观题答题模板
模板 1 简述地震波划分地球内部圈层原理
地震波分为纵波、横波,传播介质、速度存在差异;地下 33km 莫霍界面、2900km 古登堡界面波速突变,以此划分地壳、地幔、地核;横波在古登堡面消失,证明外核为熔融液态。
模板 2 区分地壳、地幔、岩石圈
地壳是莫霍界面以上部分;地幔位于莫霍面与古登堡面之间,上部存在软流层;岩石圈是软流层以上,包含全部地壳和上地幔顶部。
模板 3 外部圈层相互关系
大气圈、水圈、生物圈相互联系、相互渗透;同时与岩石圈进行物质、能量交换,共同构成地表自然地理环境。
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