1.4 地球的圈层结构（情境教学课件）地理人教版必修第一册

该高中地理课件以“地球的圈层结构”为核心，通过松科二井钻探案例导入，从地震波确定岩心位置，到地球内部圈层（莫霍面、古登堡面及地壳、地幔、地核），再到外部圈层（大气圈、水圈、生物圈），构建连贯的知识脉络与学习支架。 其亮点在于融合国家科技成果（松科二井获国家科技进步一等奖）与真实案例（地震、火山喷发），通过表格对比地震波特性、圈层特征等，培养综合思维与地理实践力。学生能直观理解圈层联系，教师可依托案例与问题设计提升教学效率。

第四节 地球的圈层结构 第一章 宇宙中的地球 人教版高中地理必修一 探秘松科二井 岩心 1 2026年7月8日，“松辽盆地国际大陆科学钻探工程”荣获2025年度国家科学技术进步一等奖。 情境导入 岩心位置如何确定？ 一 地震波 岩心记录何种历史？ 三 地球外部圈层结构 岩心深度抵达何处？ 二 地球内部圈层结构 目录 3 岩心位置如何确定？ 第一部分 地震波 4 第一部分 岩芯位置如何确定？ 松科二井从地下7018米深处取出4134米连续岩心（钻探时从地下取出的圆柱状岩石样本），全井取心率高达96.6%。 打一口7018米的深井，成本极高、难度极大，不可能盲目下钻。但人类无法直接透视地球内部，岩芯往哪儿钻、钻多深，科学家是怎么确定的呢？ 项目首席科学家王成善院士手捧松科二井来自7018米深处的岩心 松科二井钻探之前，科学家布设了一条过井近南北向的深地震反射剖面，用地震波给地下拍了一张“透视图”。地震反射剖面清晰显示了地壳内部的层状结构、断裂位置，甚至莫霍面的起伏形态。 5 地震波：地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播 震中 震源 波面 断层 断面 科学家主要通过对地震波的研究来了解地球的内部结构 纵波 Primary Wave 首要的 横波 Secondary Wave 次要的 地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分 第一部分 地震波 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 传播方向 振动方向 振动方向 纵波（P） 横波（S） 传播方向 纵波（P波） 速度：传播速度快 介质：固体、液体和气体 横波（S波） 速度：传播速度慢 介质：只能在固体中传播 第一部分 地震波 质点振动方向 质点振动方向 震 源 横波 纵波 速度 传播介质 感受 横波（S波） 纵波（P波） 速度慢 速度快 只能通过固体传播 固、液、气均可传播 左右摇晃 上下颠簸 第一部分 地震波 岩心深度抵达何处？ 第二部分 地球内部圈层结构 9 地震波在不同介质中的传播速度不同；地震波经过不同介质的界面时，还会发生反射和折射现象。科学家利用地震波的上述性质，通过对地震波的精确测量，“透视”了地球内部的结构。 2900km 古登堡界面 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 在地下约2900千米处，在这里纵波的传播速度突然下降，横波完全消失，这个面叫“古登堡界面” 第二部分 地球内部圈层结构 01 两个界面 33km 莫霍界面 第二部分 地球内部圈层结构 01 两个界面 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 在大陆地面下平均33千米处，在这个不连续面下，横波和纵波的速度都明显增加，这个不连续面叫“莫霍界面” 陆 地 海洋 深度/KM 0 80 400 900 2900 5150 6370 地壳 下地 幔 外 核 内 核 地 核 地 幔 上地 幔 软流层 岩石圈 莫霍面 古登堡面 地面以下、莫霍面以上固体外壳 固态（地震波传播速度较稳定） 陆壳和洋壳 陆壳厚（33km），洋壳薄（7km），平均17km 范围 物理状态 类型 厚度 第二部分 地球内部圈层结构 02 三大圈层 海拔越高 地壳越厚 第二部分 地球内部圈层结构 02 三大圈层 地壳由90多种化学元素组成，它们多以化合物的形态存在。氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁8种元素的质量总数占地壳总质量的98.04%。其中，氧几乎占1/2， 硅占 1/4 强。硅酸盐类矿物在地壳中分布最广。元素在地壳中分布不均衡。除氧之外，地壳上层硅和铝的比重较大，密度相对较小，称为硅铝层；其下的地壳铝的成分相对减少，镁和铁的比重则相对增加，密度比硅铝层大，称为硅镁层。硅镁层是连续的，其上的硅铝层在大洋底部非常罕见，即使有也非常薄。 第二部分 地球内部圈层结构 02 三大圈层 莫霍面以下到古登堡面 固态 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 范围 物理状态 类型 莫霍面 古登堡面 地心O 地表 深度/km 0 17 2900 6371 地壳 地幔 地核 软流层（固流体，岩浆主要发源地） 80 岩石圈 = 地壳 + 上地幔顶部 上地幔的上部存在一个软流层，温度很高，岩石部分熔融，能缓慢流动；科学家推断，软流层是岩浆的主要发源地，地球板块的运动与之相关 上地幔顶部与地壳都由坚硬的岩石组成，合称岩石圈 第二部分 地球内部圈层结构 02 三大圈层 地球核心部分，古登堡面所包围的球体 外核是熔融状态的金属物质，科学家认为，外核液态物质的运动形成了地球的磁场；内核是一个密度极大的固体金属球,超强的压力将铁原子和镍原子紧紧挤压在一起 范围 物理状态 地壳：固态 地幔：固态（软流层熔融状态） 外核：液态或熔融状态 内核：固态 第二部分 地球内部圈层结构 地核 02 三大圈层 圈层名称 特征 地壳 ①固体外壳；②厚度不均，其中大陆地壳较厚（33km），大洋地壳较薄(7km)。 地幔 上地幔 ①主要呈固态，上地幔上部存在一个软流层，物质处于熔融状态；②温度、压力、密度增大。 下地幔 地核 外核 呈液态或熔融状态 内核 呈固态，温度很高，压力、密度很大。 第二部分 地球内部圈层结构 小结 岩心深度抵达何处？ 松辽二井岩芯深度7018米，仍在地壳范围内。人类直接探索的部分，不过地球的冰山一角。 材料一：2013年11月23日，松辽盆地腹地发生5.8级地震，震源深度约9千米。此次地震是松辽盆地内部近年来震级最强的一次地震序列，长春、哈尔滨等地震感强烈，房屋受损严重，长春全市学校停课两日。 材料二：2025年10月25日，松辽盆地邻区发生5.5级地震，震源深度560千米。此次地震属于深源地震，能量在传播途中已大量衰减，震中附近村民称“没有感觉”。 （1）2013年地震发生时，松辽盆地的人先感觉到上下颠簸还是左右摇晃？为什么？ （2） 材料中两次地震震源分别位于地球的哪个圈层？ （1）先上下颠簸，后左右摇晃。因为纵波和横波均能在固体中传播，且纵波速度快于横波。 （2）材料一震源位于地壳，材料二震源位于地幔。 课堂思考 岩心记录何种历史？ 第三部分 地球外部圈层结构 20 第三部分 岩芯记录何种历史？ 松科二井在井深6035—6084米处取到了玄武安山岩，形成于早白垩世早期（约1.4亿年前） ——证明松辽盆地曾经发生过大规模的火山喷发。 亿年前火山喷发时，岩浆依次穿越了哪些圈层？最终到达了哪里？ 松科二井样品岩心和显微照片 21 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 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，连接地球内部圈层与外部圈层 大气圈、水圈、生物圈与岩石圈（合称四大圈层）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。 第三部分 地球外部圈层结构 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 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。 第三部分 地球外部圈层结构 01 大气圈 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 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。 第三部分 地球外部圈层结构 02 水圈 海陆相间分布，海陆热力差异显著。 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。 第三部分 地球外部圈层结构 03 生物圈 亿年前火山喷发时，岩浆依次穿越了哪些圈层？最终到达了哪里？ 岩浆从地幔软流层喷涌而出，穿越地幔、突破地壳，最终喷出地表。岩浆覆盖在岩石圈表面，火山灰进入大气圈，后随重力沉降、降雨冲刷进入水圈、生物圈、岩石圈。一次火山喷发，完成了从内部圈层到外部圈层的完整穿越。 第三部分 岩芯记录何种历史？ 26 本节框架 探秘松科二井岩心 岩心位置如何确定？ 地震波 横波 只能在固体中传播 纵波 固液气三态均可传播 岩心深度抵达何处？ 地球的内部圈层 两个界面 莫霍面 平均17千米 古登堡面 平均2900千米 三个圈层 地壳 陆壳厚、洋壳薄 地幔 上地幔上部软流层呈熔融状态 地核 岩心记录何种历史？ 地球的外部圈层 大气圈、水圈、生物圈、岩石圈 课后作业 28 2025年2月，深地塔科1井在塔里木盆地完成了最大深度10910米的钻探工作，该探井在万米深的地层发现有油气存在。如图示意地震波传播速度示意图。据此完成下面小题。 1．该井钻探的最大深度位于（ ） A．地壳 B．莫霍面 C．地幔 D．软流层 2．地震波通过油气层时（ ） A．纵波加速 B．横波消失 C．纵波消失 D．横波加速 3．下列叙述正确的是（ ） A．①为地壳，②为地幔，③为地核 B．甲为横波 C．岩浆的主要发源地位于①内部 D．乙波无法通过地幔 A B C 2025年，世界某陆地沿岸地震监测站监测到了一次地震发生过程，震级为6级，地震与潮汐作用使岛屿沿岸海水水位明显上涨。下图示意该地震监测站所在区域局部等高线和等莫霍面深度线空间分布，甲、乙、丙、丁为该区域的四个地形区。据此完成下面小题。 4．本次地震的震源地位于地球内部圈层的（ ） A．上地幔中部 B．地壳的硅镁层 C．上地幔顶部 D．地壳的硅铝层 5．图示中的甲、乙、丙、丁四地（ ） A．甲为陆上的小盆地 B．乙为海底的小山地 C．丙为陆上的小高原 D．丁为海底的小盆地 C D 2025年，世界某陆地沿岸地震监测站监测到了一次地震发生过程，震级为6级，地震与潮汐作用使岛屿沿岸海水水位明显上涨。下图示意该地震监测站所在区域局部等高线和等莫霍面深度线空间分布，甲、乙、丙、丁为该区域的四个地形区。据此完成下面小题。 6．本次地震中，图示中的等值线（ ） A．0千米等莫霍面深度线变大 B．乙处的0千米等高线将向外扩大 C．10千米等莫霍面深度线将向西移 D．－1千米等高线将会向西移 D 2024年4月30日，印度尼西亚鲁昂火山发生了剧烈喷发，蔓延的火山灰导致周围7个机场临时关闭，50架次航班受到影响，迫使多达1.2万名居民疏散。完成下面小题。 7．从火山口喷发出的炽热岩浆一般来源于（ ） A．地壳 B．软流层 C．岩石圈 D．外核 8．这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序主要是（ ） ①大气圈 ②生物圈 ③水圈 ④岩石圈 A．①—②和③—④ B．①—④和③—② C．④—①—②和③ D．④—①—③和② B A 2025年11月11日03时38分在新疆和田地区策勒县（北纬35.6度，东经80.64度），发生3.0级地震，震源深度10千米，多地民众通过手机、电视等提前接收到了地震预警系统发出的预警信息。下图为地球内部圈层结构局部示意图。界面1和界面2为不连续面。据此完成下面小题。 9．能正确代表岩石圈的字母是（ ） A．a B．b C． c D．d 10．民众能够提前收到地震预警信息，其主要原因是（ ） A．地震部门已实现了对地震的精确预测，能提前知道地震发生的时间、地点和震级。 B．通过观测天文星象的变化，可以推断出即将发生的地震并及时通知民众。 C．地震发生时，动物会出现异常行为，监测这些行为并通过网络发布即可形成预警。 D．利用地震波与电磁波的传播速度差，在地震发生后，抢在破坏性地震波到达之前发出警报。 B D Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $