内容正文:
地球的圈层结构
宇宙中的地球
中图版
必修1
第一章
第2节
课程标准和学习目标
1. 了解地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的应用(综合思维)
2.结合地震波在地下传播速度的变化示意图,了解地球的内部圈层的划分,并说明各圈层的主要特征。(地理实践力)
3. 结合地球外部圈层结构示意图,描述各圈层的主要特点及相互关系。(综合思维)
学习目标
运用示意图,说明地球的圈层结构。
2
4
思考:如何知道地球内部的样子呢?
火山喷发
地壳运动
人工钻井
地球的平均半径是6371千米。
地壳运动能掀起地下20—30千米的物质到地球表层。
火山喷发能将地下几百千米的岩浆泛到上层,但最深不超过450千米。
世界上最深的钻井,不过12千米。
地球的圈层
1
地球的内部圈层结构
【学习任务一】
预习教材14页,回答下列问题。
①什么是地震波?
②地震波有哪几种类型?它们的性质各是怎样的?
6
当地震发生时,地下物质受到强烈的冲击会发生的弹性震动,并以波的形式向四周传播,这种弹性波就叫 地震波 。
地震波
地球的圈层
7
地震波
质点震动方向与传播方向垂直的波
质点震动方向与传播方向一致的波
纵波(P)
primary
横波(S)
secondary
速度 传播介质 感受 共同点
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
都随所通过物质的性质而改变
地球的圈层
地震波
让学生先观察视频中,发生地震的时,家具的变化,从而得到横波与纵波在速度上的差异。
8
地震波传播速度的间隔时间差为10—15秒钟(平均12秒),12秒内为上下方向的纵波震动,12秒后横波到达地面,房屋开始前后左右晃动,“地震自救黄金12秒”即地震发生后,若能镇定自若地在12秒内迅速躲避到安全处,及时采取自救行动,常能获救或避免死亡。
“地震自救黄金12秒”
地震预警
2019年6月17日夜,四川长宁6.0级地震发生后,地震预警系统给距离震中300多公里车程的成都高新区居民们,赢得了一分钟的“准备时间”。意识到危险正在逼近,一些人呼喊亲人起床,或是仓皇逃到楼下,或是快速躲进了厕所里。
地震预警的普及。纵波为主要的地震波(primary);横波的破坏性大(secondary);黄金逃生时间是指纵波和横波到达的时间差;逃生方法简要描述。
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思考
发生地震时,陆地上的人与船上的人感觉是否相同?为什么?
不同
地震发生时,陆地上的人先感觉到上下颠簸,接着左右晃动。船上的人只能感受到上下颠簸。因纵波传输快,横波传输慢,纵波横波都可以在陆地上传播,横波只能在固体中传播。
横波与纵波在传播介质上的差异,
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地震波与地球内部结构
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
【学习任务二】
(1)请结合地震波的特性,判断图中的两条线代表的地震波类型,并说出你的判断依据。
(2)请在图中找到不连续面,并尝试绘制地球的内部圈层结构。
横波
纵波
地球内部地震波速度发生突然变化的面叫不连续面。
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
3
6
9
12
15
深度:km
速度:km/s
地壳
地幔
地核
33km
2900km
莫霍界面
古登堡界面
横波
纵波
地壳
400
300
200
100
深度/千米
大洋地壳
大陆地壳
莫霍面
地面
地壳
6371千米
2900千米
位于地表以下,莫霍界面以上,由岩石组成,地壳厚薄不一,海洋地壳薄,一般为5-10km;大陆地壳厚,一般为39-41km;有高大山脉的地方地壳会更厚,最厚处达70km。
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根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同,将地壳分为上下两层(如下图),这两层的物质组成和结构有着明显的区别(如下表)。
大陆地壳:双层
大洋地壳:单层
莫霍界面
上层: 硅铝层(花岗岩类,密度小)
下层:硅镁(铁钙)层(玄武岩类,密度大)
地 幔
地壳
陆地厚度>海洋厚度 海拔越高,地壳越厚;
地幔
地幔
莫霍面
古登堡面
软流层
上地幔
下地幔
(二)地幔
地幔从莫霍界面33km直至2900km深处的古登堡界面,占地球总体积的80%。根据地震波波速的变化,地幔分为上地幔(33-1000km)和下地幔(1000-2900km)。
上地幔的上部存在软流层,软流层是岩浆的主要发源地,地球板块的运动与之相关。
岩石圈
地壳和上地幔顶部(软流层以上的部分)合称为岩石圈
地核
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
3
6
9
12
15
深度:km
速度:km/s
地壳
地幔
地核
33km
2900km
莫霍界面
古登堡界面
横波
纵波
外核
内核
地核主要由铁和镍等金属组成,厚度约3400多千米,根据地震波的变化,可将地核分为外核和内核。
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。
18
19
地壳
地幔
外核
内核
地球的内部圈层结构
地球的圈层
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圈层名称 特征 状态
地壳
1.由岩石组成的固体外壳
2.厚度不均,大洋薄,大陆厚
固态
不连续面:莫霍界面 — 深度33km
不连续面:古登堡界面 — 深度2900km
地幔
上地幔
下地幔
上地幔上部存在一个软流层
这里可能为岩浆的主要源地
固态
地核
外核
内核
固态
非固态
接近液态,横波不能通过
温度、压力和密度很大
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
内部圈层
地球的圈层
1.大洋地壳和大陆地壳厚度相同。( )
2.软流层位于上地幔,是岩浆的主要发源地。( )
3.地震发生时,地面上的人们先感觉到上下颠簸,
然后左右摇晃。( )
4.从地幔到地壳,地震波的传播速度越来越慢。( )
x
2018年3月30日,南太平洋上巴布亚新几内亚新不列颠岛发生6.9级地震,震源深度35千米。
1.此次地震的震源位于
A.地核 B.上地幔
C.下地幔 D.地壳
√
解析 地壳的平均厚度为17千米,震源深度35千米超过了地壳的厚度,位于上地幔,故选B。
22
读“某地地震波速度随深度的变化图”,完成:
2、图中曲线表示的地震波是:( )
A、纵波 B、横波
C、纵波和横波 D、无法判断
3、莫霍界面大约位于该地地下:( )
A、5Km处 B、17Km处
C、33Km处 D、2900Km处
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4.岩石圈是指 ( )
A.地壳和上地幔的软流层
B.莫霍面以上的地壳
C.地壳和上地幔顶部(软流层以上)
D.地壳和上地幔
c
5 .下列地区中,地壳厚度最小的是( )
A.喜马拉雅山 B .黄土高原
C .大西洋 D .刚果盆地
c
6.地质学家常利用地震波来寻找海底油气矿藏,下列四
幅地震波示意图中表示海底储有石油的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
由于原油主要为液态物质,横波不能通过,纵波在其中传播时波速变慢。
A
地球的圈层
外部圈层
1
地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等
三大圈层相互联系,相互渗透,不断进行着物质迁移和能量交换
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对流层
外逸层
热层
中间层
平流层
20km
50km
85km
690km
10 000km
大气圈
包围着地球,由气体和悬浮物组成的复杂系统,主要成分是氮气和氧气。
大气圈笼罩着地球,使地球的温度变化和缓,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。
地球的圈层
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水圈
由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。
地球的圈层
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生物圈
地球表层生物的总称(最活跃)。
生物圈中的生物,不仅使自然界中的化学元素进行了迁移,而且改造了大气圈、水圈和岩石圈,从而使地球面貌发生了根本的变化。因此,自然地理环境系统中最活跃的圈层是生物圈。
地球的圈层
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请同学们将各圈层的名称填入下表:
岩石圈
水 圈
大气圈
生 物 圈
地球外部圈层主要特点:相互联系、相互制约
地球的圈层
如图是“地球圈层间的物质交换示意图”,图中序号①②③④代表四大圈层。读图,回答12~13题。
1.图中序号依次是
A.大气圈、水圈、岩石圈、生物圈
B.岩石圈、大气圈、生物圈、水圈
C.水圈、岩石圈、生物圈、大气圈
D.水圈、生物圈、岩石圈、大气圈
√
2.“落红不是无情物,化作春泥更护花”反映的圈层关系是
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
√
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雾凇,俗称树挂,是低温时空气中水汽直接凝华,或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物,是非常难得的自然奇观。雾凇景观以吉林雾凇最为有名。下图为“吉林雾凇景观图”。据此回答1~2题。
1.雾凇的形成,体现的地球圈层数量有
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
√
据图文材料可知,雾凇是空气中的水汽在树木等物体上凝结而成,故雾凇的形成体现的地球圈层有大气圈、水圈和生物圈,共3个,C项正确。
2.构成雾凇景观的核心要素所属地球圈层的主体是
A.海洋 B.空气 C.岩石 D.植物
据图文材料可知,雾凇是低温时空气中水汽直接凝华,或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物,所以构成雾凇景观的核心要素是冰晶,属于水圈,水圈的主体是海洋,A项正确。
√
33
2017年1月12日,哥斯达黎加图里亚瓦尔火山喷发,大量火山灰飘至50公里外的首都圣何塞,位于圣何塞的胡安·圣玛利亚国际机场运行受到影响,六家航空公司的数百架进出港航班被迫取消或延误,大批旅客滞留。回答4~5题。
4.组成图里亚瓦尔火山岩石的矿物直接来自
A.地表 B.地壳上部
C.地壳下部 D.地幔
√
5.这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是
A.大气圈→水圈、生物圈→岩石圈
B.岩石圈→大气圈→水圈、生物圈
C.水圈、生物圈→大气圈→岩石圈
D.水圈、生物圈→岩石圈→大气圈
√
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地球的圈层结构
外部圈层
内部圈层
划分依据
分层
岩石圈:内部圈层与外部圈层交接过渡的一个圈层
生物圈
大气圈
水圈
地壳
地幔
地核
莫霍界面
古登堡界面
纵波
横波
地震波
记忆:一波二面三层四圈
Lavf52.84.0
$