1.4地球的圈层结构 2026-2027学年高一上学期人教版地理必修一
2026-09-10
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普通
摘要:
该高中地理课件聚焦地球圈层结构,系统讲解内部(地壳、地幔、地核及分界面)与外部(大气圈、水圈、生物圈)圈层特征,通过“人类深钻仅12km与地球半径6371km对比”设疑,以地震波为“探针”,结合波速变化推理圈层分界面和物质状态,构建从现象到本质的学习支架。
其亮点是以问题链驱动探究,如用横波消失推断外核液态,培养综合思维。作业手绘圈层示意图、分析地震震源深度,落实地理实践力。小结强调推理方法,帮助学生建立逻辑认知,教师可通过清晰框架提升教学效率。
内容正文:
高中地理 · 必修第一册 · 1.4
地球的圈层结构
看不见的地球内部,我们怎样才能"看见"?
| 课标要求:运用示意图说明地球的圈层结构
我们脚下 6371 km,人类只挖穿了 12 km
6371
地球平均半径(km)
肉眼只能看到薄薄的地表
12.26
人类最深钻井(km)
不足地球半径的 0.2%
深钻只能"挠"到地球的表皮,
那我们靠什么看清地球内部?
先记录你的猜想,学完本节课再回头检验:直接钻探 / 火山喷发物 / 地震波 / 陨石成分……
高中地理 · 必修一 · 1.4 地球的圈层结构
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地震波是透视地球内部的"探针"
纵波(P波):快,三态都能过
传播速度较快,在地壳中约 5—6 km/s,到地幔深处可达 13 km/s 以上。
能通过固体、液体和气体三种状态介质;地震时最先到达地表,使人感觉上下颠簸。
横波(S波):慢,只能通过固体
传播速度较慢,约为同深度纵波的 55%—60%,地壳中约 3—4 km/s。
只能通过固体,无法穿过液体和气体;后到达地表,使人感觉水平摇晃。
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波速突然变化的面,就是圈层的分界面
33 km
莫霍界面(大陆部分)
纵波、横波速度都明显增加,说明此处物质状态或成分发生改变。
2900 km
古登堡界面
纵波速度突然下降,横波完全消失,是地幔与地核的分界。
地震波速度发生突然变化的面,叫不连续面。不连续面就是我们划分地球内部圈层的依据。
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地球内部由地壳、地幔、地核三大圈层构成
地壳 平均厚约 17 km
由岩石组成的固体外壳。大陆地壳较厚(约 33 km),大洋地壳很薄(约 6 km),厚度分布不均。
地幔 17 — 2900 km
体积和质量占地球的大部分,主要由含铁、镁的硅酸盐类组成;上地幔上部存在软流层。
地核 2900 — 6371 km
主要由铁、镍组成。外核呈液态或熔融状态,内核为固态,温度与压力极高。
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岩石圈 = 地壳 + 上地幔顶部,不等于地壳
地壳:只到莫霍界面为止
指地表以下、莫霍界面以上由岩石组成的固体外壳,平均厚度约 17 km。
岩石圈:软流层以上的坚硬整体
包括地壳和上地幔顶部,厚约 80—100 km,也是板块构造的基本单元。
一句话记住:岩石圈比地壳"多一层",多出来的正是上地幔顶部。把岩石圈说成地壳,是最常见的失分点。
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软流层在上地幔上部,是岩浆的发源地
位置:上地幔上部
位于岩石圈之下,深度大致在 80—400 km 之间,仍属地幔范围,不是地核的一部分。
状态:塑性,可缓慢流动
这里的物质并非液态,而是在高温高压下具塑性,能够长时间缓慢流动,为板块运动提供条件。
意义:软流层被认为是岩浆的发源地;火山喷发、地震与板块运动,都能在这里找到深部原因。
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横波在外核消失,说明外核物质呈液态
1
已知规律
横波只能在固体中传播,遇到液体或气体就会消失;纵波则三态都能通过。
2
观测事实
在深约 2900 km 处,纵波速度由 13.7 km/s 突降到约 8 km/s,横波完全消失。
3
得出结论
该深度以下物质不再是固体,故判断外核呈液态或熔融状态。
地球科学家正是用"波速突变"这把尺子,在没有钻穿地球的情况下,推断出地核的物质状态。
同理,5150 km 处纵波速度再次上升,说明内核又变为固态——压力极大,物质被"压"成了固体。
易错提醒
"外核是液态"是推断而非直接观察,答题要写出推理依据:横波不能通过液体。
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大气圈是地球生命的"保温被"与"防护伞"
组成:以氮、氧为主的气体系统
由干洁空气、水汽和固体杂质组成;密度随高度增加而迅速减小,上界并无截然的界线。
保温:让地表温差不过分剧烈
白天削弱到达地面的太阳辐射,夜间吸收地面长波辐射并把热量还给地面,起"保温被"作用。
防护:臭氧层与小天体的屏障
平流层中的臭氧吸收紫外线;高速闯入的流星体与大气摩擦燃烧,地球因此少受撞击。
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水圈是连续但不规则的圈层
构成:以海洋水为主体
包括海洋水、陆地水(河流、湖泊、冰川、地下水、土壤水)和大气水,其中海洋水占绝大部分。
形态:连续而不规则
地表水、地下水、大气水彼此连通,因此水圈是连续的;但受海陆分布与地形影响,各处厚薄、多少差别很大,所以不规则。
它还是一个动态圈层:水循环在不停搬运物质与能量,塑造地表形态,也支撑着一切生命活动。
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生物圈最活跃,渗透于其他圈层之中
概念:生物及其生存环境的总称
它不只是"所有生物的集合",还包括生物赖以生存的那部分大气、水体和土壤环境。
范围:跨三圈而不独立成层
占据大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,因此看上去"没有自己的空间",却是覆盖最广的一层。
生物圈是最活跃的圈层:光合作用、呼吸作用与分解作用,把无机界与有机界连成一个整体。
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四大圈层相互联系、相互渗透,构成人类赖以生存的自然环境
不是四层"叠罗汉"
圈层之间没有绝对界线:生物进到大气底部与土壤之中,水渗进岩石空隙,大气溶于水——彼此渗透。
通过物质与能量交换连成整体
水循环、生物循环和岩石圈物质循环,把四个圈层连接成一个相互作用的整体系统。
自然环境是人类生存与发展的物质基础;人类活动也正在深刻改变着各个圈层。
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课堂练习:三道题,检验你的推断力
第 1 题 · 读图判断
图中甲处深度约 2900 km,此处横波完全消失、纵波速度突降。这个界面的名称是什么?它划分了哪两个圈层?
第 2 题 · 概念辨析:关于岩石圈,正确的是( )
A. 岩石圈就是地壳
B. 岩石圈包括地壳和上地幔顶部
C. 岩石圈位于软流层之下
D. 岩石圈等同于整个地幔
第 3 题 · 综合推理
一次强震后,位于地球另一侧(对跖点附近)的地震台只记录到纵波,没有横波。请解释这一现象,并说明它揭示了地球内部哪一圈层的什么特征。
提示:想想"横波只能通过固体"
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B
小结:从"看不见"到"看得见"的一条推理链
本节课真正要带走的不是"三层"这个名字,而是一种推理方法:用可观测的波速变化,去推断不可直接观察的地球内部。
请把第 2 页"人类只挖穿了 12 km"这一问,与第 8 页的推理链连起来想一想:我们凭什么说得出地核是什么状态?
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作业布置
基础题必做,
拓展题二选一,
下节课用 5 分钟交流。
把地球"看透",从画好一张示意图开始。
1
基础 · 画一张结构简图
手绘"地球内部圈层结构示意图",标注地壳、地幔、地核,以及莫霍界面(33 km)与古登堡界面(2900 km)。
2
提升 · 辨析与巩固
完成教材课后练习;用一句话写清"岩石圈与地壳的区别",并说明软流层的位置与作用。
3
拓展 · 选做(二选一)
① 查一次近期地震的震源深度,判断它位于哪个圈层;② 举例说明大气圈、水圈、岩石圈、生物圈之间的一次相互作用。
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