第二章 宇宙中的地球 第5讲 地球的历史和地球的圈层结构2027届高三一轮复习

第5讲 地球的历史和地球的圈层结构 明确 学习日标 学习目标 知识网络 课标要求 1.运用地质年代表等资料，简要描述地球的演化过程 2.运用示意图，说明地球的圈层结构 问题导引 1.地球演化历史有什么规律？ 2.地球圈层结构是如何划分的？各圈层有何特点？ 整合 必备知识 一、地层和化石 （一）基本概念 1.地层：地层是具有时间顺序的层状岩石。 2.化石：在沉积岩的形成过程中，有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保存下来，形成化石。 （二）基本原理 1.地层和化石的特征 地层 结构 沉积岩的地层具有明显的层理构造 顺序 一般先沉积的地层在下，后沉积的地层在上 化石 同一时代的地层：往往含有相同或者相似的化石 不同时代的地层：越古老的地层，含有越低级、越简单生物的化石 2.地质年代表 3.地球的演化历程 地质历史时期 海陆变迁 主要生物进化 矿产形成 动物 植物 其他 前寒武纪 冥古宙 海洋与陆地形成，大气成分变化 出现有机质 重要的成矿期，出现大量的铁、金、镍、铬等矿藏 太古宙 出现了蓝细菌等原核生物 元古宙 蓝细菌大爆发，演化出真核生物和多细胞生物 古生代 早古生代 地壳运动剧烈，海陆格局发生多次大的变迁，形成联合古陆 海洋无脊椎动物繁盛 陆地上出现低等的植物 — — 晚古生代 脊椎动物发展：早期鱼类大量繁衍；中期两栖类形成；后期爬行动物出现 蕨类植物繁盛；晚期，裸子植物开始出现 末期，物种大灭绝（几乎95%的物种从地球消失） 重要的成煤期 中生代 板块运动剧烈，联合古陆开始解体 爬行动物盛行，尤其是恐龙；鸟类、小型哺乳动物出现 裸子植物极度兴盛 末期，物种大灭绝（绝大多数物种从地球上消失） 主要的成煤期 新生代 联合古陆最终解体，地壳运动剧烈，形成现代地势起伏的基本面貌 哺乳动物快速发展，第四纪人类出现 被子植物高度繁盛 人类出现是生物发展史上的重大飞跃 — 二、地球的圈层结构 （一）基本概念 1.地震波：地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性振动，并以波的形式向四周传播。 2.不连续面：地震波波速突然变化的面叫不连续面。 3.地壳：地球表面由固体岩石组成的坚硬外壳。 4.岩石圈：地壳和软流层以上的地幔顶部合起来称为岩石圈，平均厚度为100~110千米。 （二）基本原理 1.地球的内部圈层结构 （1）划分依据：地震波传播速度的变化，图中S为横波，P为纵波。 类型 传播特点 传播速度 能通过的介质 横波 较慢 只能通过固体传播 纵波 较快 可通过固体、液体和气体传播 （2）两个界面：莫霍界面、古登堡界面。 （3）各圈层特征 名称 界面 特征 C：地壳 莫霍界面 古登堡界面 ①固体岩石组成的坚硬外壳； ②厚薄不一，海洋地壳薄，大陆地壳厚； ③海拔越高，地壳越厚 D：地幔 上地幔 ①固态，上地幔上部存在一个软流层，物质处于熔融状态，是岩浆的主要发源地； ②温度、密度、压力增大 下地幔 E：地核 外核 ①外核呈液态，内核呈固态； ②内核是由极高温和高压状态下的铁和镍等金属组成 内核 2.地球的外部圈层结构 （1）圈层的划分 圈层 组成 大气圈 由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是氮气和氧气 水圈 主体是海洋，还包括河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等 生物圈 集中分布在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中 （2）圈层的相互关系 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。 教考链接： 金钉子 “金钉子”是定义和区别全球不同年代所形成的地层的“锚点”，用来划分全球地质年代界线。“金钉子”的确立为重建地球历史搭建了一个国际标准时间框架，为研究地质历史时期所发生的各种地质、生物演化事件以及预测圈定各种自然矿产资源的时空分布奠定了基础。一颗“金钉子”，就是一个特定地质时间节点的“金坐标”，确立“金钉子”的地区要对全球开放，便于各国学者和公众研究、参观。截至2024年11月，全球已经确立“金钉子”共81枚，其中我国已确立11枚，居世界前列。 提升 关键能力 高考 考情概览地球的圈层结构 地球的内部圈层结构 北京，T9~10 — — — — 命题角度 地球的历史 真题引导 （2025·浙江1月，3~4）下图为某地地质剖面图，图中出露岩层经历了晚古生代的泥盆纪、石炭纪、二叠纪和中生代的三叠纪、侏罗纪、白垩纪等地质时期的变迁。据此完成（1）~（2）题。 （1） 图示石灰岩形成时期（ ） A. 爬行动物盛行 B. 被子植物兴盛 C. 蕨类植物繁盛 D. 三叶虫开始出现 （2） 图中未知岩层可能是（ ） A. 泥盆纪砂砾岩 B. 石炭纪粉砂岩 C. 二叠纪砂页岩 D. 侏罗纪花岗岩 【答案】（1） C （2） D ［真题解析］ ［回归教材］．结合地球演化历程思考：地球生物演化具有什么特征？ 提示：①进步性：生物演化的总趋势是从简单到复杂，从低级到高级； ②不可逆性：以前出现并灭绝的种类在以后不会重复出现； ③同时期一致性：同一地质历史时期生物界的总貌具有全球一致性，这一特征使得全球地层对比成为可能； ④空间变化性：从空间分布来看，生物具有从海洋向陆地扩展的过程。 归纳总结 一、化石所指示的古地理环境特征 化石 古地理环境 三叶虫、鱼、贝壳等海洋生物化石 海洋（水生）环境 珊瑚化石 温暖清澈的浅海环境 恐龙化石、裸子植物化石 气候温暖、植被茂密 鸟类或哺乳类动物化石 陆生环境 二、生物的进化、灭绝与环境的关系 （一）在掌握生物进化与环境演变的简史时，重点抓住以下三条线索 （二）生物进化对环境变迁及环境变迁后对生物灭绝的影响 强化训练 （2025·陕西汉中三模）2025年1月14日，科考队在四川凉山西昌市泸山附近进行地理考察时，发现了大约44个恐龙足迹化石，推测它们生活的时代，大概在距今1.25亿年至1.45亿年之间。这些足迹长度为15厘米至27厘米，步幅均匀，形态清晰，初步判断可能属于兽脚类恐龙。结合下面的地质年代表，完成1~2题。 1．该兽脚类恐龙最可能生活在（ ） A. 三叠纪 B. 侏罗纪 C. 白垩纪 D. 二叠纪 2．该兽脚类恐龙所在的地质年代（ ） A. 裸子植物极度兴盛 B. 脊椎动物开始出现 C. 被子植物高度繁盛 D. 哺乳动物快速发展 【答案】1．C 2．A 【解析】 1．推测该兽脚类恐龙生活的时代，大概在距今1.25亿年至1.45亿年之间，该时期属于白垩纪，C正确。 2．裸子植物在晚古生代开始出现，中生代极度兴盛且在陆地植物中占主要地位，A正确；脊椎动物出现于晚古生代，B错误；新生代被子植物高度繁盛、哺乳动物快速发展，C、D错误。 （2025·新疆乌鲁木齐三模）2024年7月，陕西省汉中市城固县一深达180米的石灰岩溶洞内发现大熊猫化石，头骨化石完整度90%以上，其他骨骼化石完整度达70%，国内罕见。大熊猫化石骨架胶结在溶洞深处一个石灰岩平台上，露出岩石表面（见右图），其上部洞顶不断有水滴滴落，下方有地下河流经。据此完成3~4题。 3．该大熊猫骨骼化石完整度高的原因主要是（ ） A. 次生碳酸钙覆盖表面 B. 洞口植被覆盖率较高 C. 酸性地下水长期溶蚀 D. 洞内空气流通性较差 4．该大熊猫化石的发现有助于（ ） ①研究当地古地理环境变迁 ②推测石灰岩平台形成环境 ③推演大熊猫生物演化进程 ④推断溶洞形成的最早时间 A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 【答案】3．A 4．B 【解析】 3．次生碳酸钙覆盖表面，能够对大熊猫骨骼化石起到保护作用，减少外力对化石的破坏，使得化石完整度较高，A正确；洞口植被覆盖率较高，主要影响的是洞口附近的生态环境，无法直接作用于溶洞深处的化石，B错误；酸性地下水长期溶蚀会侵蚀骨骼化石，导致化石受损，C错误；洞内空气流通性较差，主要影响洞内空气质量、微生物活动等，对骨骼化石完整度没有直接的保护作用，D错误。 4．大熊猫的生存与环境密切相关，通过化石可以了解当时的气候、植被类型等地理要素，从而研究当地古地理环境变迁，①正确；石灰岩通常形成于海洋环境，大熊猫属于陆地哺乳动物，大熊猫化石的存在并不能直接推测石灰岩平台的具体形成环境（如浅海），②错误；化石是生物进化的重要证据，该大熊猫化石为研究大熊猫在漫长地质历史时期的演化提供了实物资料，有助于推演大熊猫生物演化进程，③正确；大熊猫化石是在溶洞形成之后才存在于溶洞内的，它只能反映大熊猫在此处生存的时间，无法推断溶洞形成的最早时间，④错误，B正确。 对应训练 （2025·浙江三模）植物孢粉是推测地质时期植被及其相应气候的依据。非乔木与乔木花粉比ln（NAP/AP）数值越小，代表气候越湿润。下图为第四纪时期某地地质钻孔剖面非乔木与乔木花粉比图。据此完成1~2题。 1．图示时期（ ） A. 我国东北、华北抬升成陆地 B. 发生地质史上最大灭绝事件 C. 藻类、海绵等生物开始出现 D. 哺乳动物和被子植物大发展 2．图示时期，该地区（ ） A. 112.7千年—68.8千年时期，气候趋于干旱 B. 68.8千年—8.9千年时期，气候较稳定 C. 与孢粉带Ⅱ比较，孢粉带Ⅰ沉积物粒径较细 D. 孢粉带Ⅲ形成期间，粒径沉积速率持续变快 【答案】1．D 2．C 【解析】 1．图示时期为第四纪，该时期基本和人类出现发展时间相吻合，哺乳动物和被子植物大发展，D正确。 2．112.7千年—68.8千年时期，非乔木与乔木花粉比数值变化小，气候趋于湿润，A错误；68.8千年—8.9千年时期，非乔木与乔木花粉比数值波动变化明显，说明该时期气候不稳定，B错误；孢粉带Ⅰ的非乔木与乔木花粉比值逐渐下降，指示气候由偏干向湿润过渡，湿润环境下水动力较弱，细颗粒物质（黏土、粉砂）更易沉积，沉积物粒径较细，孢粉带Ⅱ的非乔木与乔木花粉比值先变小后变大然后快速下降至极低值，表明气候由湿变干后进一步转为强湿润，强降水增强流水的搬运能力，沉积物粒径较大，C正确；孢粉带Ⅲ形成期间为11.8千年—8.9千年间，沉积深度大约1米，可以推测孢粉带Ⅲ的平均沉积速率，但无法判断沉积速率变化，D错误。 （2026·福建漳州模拟）全球范围内，摇蚊共有11个亚科、400多属、6 300余种，分布广泛，幼虫栖居于生境多样的湿地。摇蚊幼虫头壳化石已成为反映古生态环境的重要指标。据此完成3~5题。 3．摇蚊幼虫头壳化石成为反映古生态环境的重要指标，其条件是各种摇蚊（ ） A. 化石标本稀有 B. 化石混杂分布 C. 形态相似度高 D. 生境差异较大 4．腾冲市青海湖自全新世以来夏季气温变化显著，夏季气温较高有利于大多数摇蚊属种的繁殖。下图示意全新世以来青海湖摇蚊物种数量变化。与全新世早期比较，全新世中期青海湖（ ） A. 夏季表层的水温降低 B. 生物群落比较不稳定 C. 摇蚊优势种属比例低 D. 摇蚊物种多样性降低 5．棒脉摇蚊幼虫是滤食性动物，某沉积层大量检出棒脉摇蚊幼虫头壳，该层沉积物的特点是（ ） A. 沙质，有机物含量高 B. 沙质，有机物含量低 C. 泥质，有机物含量高 D. 泥质，有机物含量低 【答案】3．D 4．C 5．C 【解析】 3．摇蚊幼虫头壳化石能反映古生态环境的关键在于不同摇蚊对生境的偏好差异显著。若生境差异大，则特定头壳形态可对应特定环境特征，从而成为可靠的古生态指标，D正确；化石标本稀有、化石混杂分布可能会降低研究可行性，A、B错误；形态相似度高，反而难以区分环境差异，C错误。 4．全新世中期夏季气温升高，多数摇蚊繁殖增强，但图中显示物种数量在出现峰值后骤降，摇蚊优势种属比例低，C正确。 5．滤食性摇蚊幼虫以水体中有机颗粒为食，其大量出现需满足两个条件：其一是泥质底质，细颗粒沉积物（如黏土、淤泥）利于有机质吸附和幼虫栖息；其二是高有机物含量，能够提供充足食物来源，C正确。 （2025·安徽滁州二模）深地塔科1井是我国首口万米级科学探索井。2025年2月，该井在塔克拉玛干沙漠腹地成功完成钻地勘探，并在10 851~10 910米井段寒武纪地层发现了含油气的优质古老烃源岩，为探索深地油气战略提供了依据，标志着我国继深空“嫦娥奔月”、深海“蛟龙入海”之后，在“深地”领域实现重大突破。下图为深地塔科1井照片。据此完成6~8题。 6．该寒武纪地层位于地球内部圈层的（ ） A. 地壳 B. 软流层 C. 地幔 D. 地核 7．据此次发现的古老烃源岩推测该地当时的地理环境是（ ） A. 气候温和少雨，鱼类大量繁衍 B. 气候寒冷干燥，爬行动物出现 C. 气候高温多雨，蕨类植物繁盛 D. 气候温暖湿润，无脊椎动物多 8．“三深”领域中能综合提升对陆海环境、资源、灾害监测和预警能力的是（ ） A. 深空 B. 深海 C. 深地 D. 三者皆可 【答案】6．A 7．D 8．A 【解析】 6．此次钻地勘探位于塔克拉玛干沙漠腹地、最深处可达地下10 910米，陆地地壳平均厚度为39~41千米，该寒武纪地层在地壳的范围内，A正确。 7．寒武纪为古生代早期，海洋面积远大于现代，海洋无脊椎动物空前繁盛，温暖的海水里出现了多种动物，如三叶虫、笔石、鹦鹉螺等，D正确。 8．陆地资源调查及监管、地理要素的观测、海域及环境监测等主要用到卫星对地表环境的监测和预警，在深空以探月工程为代表的探索，可以发挥卫星发射、对地监测的功能，A正确；深海主要对海面以下深层海洋的勘探与监测，B错误；深地则是对地下深层的勘探与监测，C、D错误。 9．阅读图文材料，回答下列问题。 四川盆地是我国发现恐龙足迹化石最多的地区，它们大多保存于河湖相沉积岩石中，这与盆地的环境演变密切相关。三叠纪，四川盆地边缘山地隆升，中部形成广阔的“巴蜀湖”。此后气候温暖湿润，植被繁茂。白垩纪末期，四川盆地岩层受到明显挤压形成许多大断层，东部形成一系列背斜山和向斜谷。图1示意恐龙足迹化石的形成过程。图2为歌乐山恐龙足迹照片。 图1 图2 （1） 结合地球演化历史的相关知识，指出植食性恐龙主要食物来源的植物类型，并说明判断理由。 （2） 四川盆地是我国发现恐龙足迹化石最多的地区，根据图文材料说明其有利的形成条件。 （3） 某中学地理兴趣小组开展歌乐山恐龙化石研学活动，请帮他们完善活动任务表。 基于恐龙足迹化石，本活动研究的主题是：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （只答一项） 为了让游客了解恐龙化石，请为景区设计一些具体的科普方式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （只答一项） 随着时间推移，足迹化石会越来越模糊，请为景区提供一些保护建议：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （只答一项） 【答案】（1） 裸子植物，蕨类植物。中生代时期气候温暖湿润，裸子植物与蕨类植物较多。 （2） 三叠纪时期气候湿润，利于恐龙留下足迹，恐龙留下足迹被掩埋后形成化石，白垩纪末期地壳运动剧烈，有利于后期人类发现恐龙足迹化石。 （3） 恐龙足迹的形成、足迹所对应的恐龙种类或反映古代环境演变过程等。；播放科普视频或导游讲解等。；禁止游客触摸或提高保护技术等。 【解析】 （1） 恐龙主要生活在中生代时期，裸子植物在中生代极度兴盛，蕨类植物丰富，因此可以判断出，在恐龙生活的时代裸子植物与蕨类植物占据植物的主导地位，是优势种，所以植食性恐龙主要食物来源的植物类型是裸子植物与蕨类植物。 （2） 由于三叠纪时期四川盆地边缘山地隆升，中部形成广阔的“巴蜀湖”，此后气候温暖湿润，说明此时地表具有一定的湿度、黏度与软度，因此恐龙在地面上容易留下足迹，随后足迹被掩埋而形成化石，在白垩纪末期，四川盆地岩层受到明显挤压形成许多大断层，东部形成一系列背斜山和向斜谷，说明该时期地壳运动剧烈，有利于后期人类发现恐龙足迹化石。 （3） 恐龙足迹化石活动研究的主题主要围绕着化石的形成、恐龙的种类以及古环境的角度来分析。所以活动的主题可以是恐龙足迹的形成过程、该足迹所对应的恐龙种类以及反映古代环境演变过程等。为景区设计的科普方式，要考虑受众群体的水平，尽可能选择雅俗共赏、通俗易懂的科普方式，所以景区可以选择播放科普视频或者导游讲解等科普方式。为了保护恐龙的足迹化石，可以采取禁止游客触摸，或者提高保存技术的方式来进行保护。 学科网（北京）股份有限公司 $