1.4 地球的圈层结构（学案）—高中地理人教版（2019）必修一

【学案】必修第一册
第一章 宇宙中的地球
1.4 地球的圈层结构
【学习导航】
目标导向 核心素养
课程标准：运用示意图，说明地球的圈层结构核心要点：1.地震波的类型及传播特点2.两大不连续界面及地震波传播特点3.地球内部圈层及特点4.地球外部圈层及特点5.岩石圈的概念 综合思维：运用相关知识，分析地震波的特点及其应用区域认知：结合材料，分析不同地区地壳厚度的差异地理实践力：通过野外观测，了解地球外部圈层的特点人地协调观：保护人类生存的圈层，促进人地协调
【知识导学】
一、地球的内部圈层结构
1．地震波
(1)分类：S表示________，P表示________。
(2)特点
S波：传播速度________，只能通过________传播。
P波：传播速度________，可以通过______________传播。
(3)波速变化
①在大陆地面下平均33千米处：横波和纵波的速度都明显________。
②在地下约2 900千米处：横波________，纵波传播速度________。
2．地球内部圈层划分
(1)依据：地震波在地球内部________的变化。
(2)不连续界面：C________，D________。
(3)圈层：E________，F________，G＋H________。
3．岩石圈
包括________和________顶部(软流层以上)，由坚硬的________组成。
二、地球的外部圈层结构
1．组成：地球的外部圈层包括________、________和________等。
2．相互关系：大气圈、水圈、生物圈与岩石圈____________、____________，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
（微思考）据中国地震台网中心测定，北京时间2020年1月6日2时0分，河南省南阳市新野县发生2.1级地震。河南省地震局回应称，这是中国地震局地球物理勘探中心为了开展河南省地震构造探查项目而进行的一次人工地震施工作业。开展人工地震的主要目的是什么？
【重点导析】
探究1：地球的内部圈层结构
【探究活动】
动画片《喜羊羊与灰太狼》中喜羊羊想“遁地”前往地球另一侧，假如它成功从家中钻入地下，始终保持直线前进穿越地心，请你结合下图，帮助它记录其沿线地球的内部特点。
据此探究下列问题：
问题1：(综合思维)喜羊羊发现，地球内部两个深度上下的物质成分和形态有明显不同，请你分别说出这两个深度及其存在的不连续界面。
问题2：(综合思维)按照两个不连续界面，可以把地球自外向内划分为哪些圈层？请你分别写出各个圈层的物质形态特征。
问题3：(综合思维)请你利用下表帮助它掌握地壳与岩石圈的范围与联系。
范围 联系
地壳
岩石圈
【知识归纳】
1．地震波
(1)地震波的特点和分类
(2)地震波的应用
①根据地震波在地球介质中传播的规律，来研究地球内部的结构、矿产资源的分布以及与大型工程建设相关的近地表地层的复杂结构。
②在油田开发中的应用。人们通过研究地震波在地下岩石中的传播规律，来确定被研究储层的岩性、物性及含气性，从而为油田开发提供决策支持。
③工程探测。在工程实施当中，地质条件复杂、施工环境恶劣、施工工艺不规范、工序不严格等诸多因素，可能导致混凝土结构存在振捣不密实、存有孔洞、出现蜂窝状等问题，从而给隧道、桥梁以及其他土木工程项目中的结构体带来质量隐患。因此常用地震CT对土木工程进行勘探。
2．两个不连续界面
莫霍界面 古登堡界面
深度 在地面下平均33 km处 在地下约2 900 km处
地震波速度变化 纵波和横波的传播速度都明显增加 纵波的传播速度突然下降，横波完全消失
圈层划分 地壳和地幔分界面；两者物理状态有差异；都是固体 地幔与地核分界面；外核为液态或熔融状态
3.地球内部圈层的特征
圈层名称 不连续面 厚度(km) 特征
地壳 莫霍界面古登堡界面 平均17 ①固体外壳；②大陆地壳厚，海洋地壳薄
地幔 上地幔 约2 900 ①固态；②上部存在一个软流层
下地幔 ①可能为固态；②温度很高，压力和密度均很大
地核 外核 约3 400 熔融状态，横波不能通过
内核 ①固态；②温度很高，压力和密度很大
【方法点拨】
(1)地球内部圈层结构的划分及特征
依据地震波在地球内部传播速度的变化，地球固体表面以下可划分为地壳、地幔、地核三个圈层。具体分析如下所示。
圈层名称 特征
地壳 ①固体外壳；②厚度最小，其中大陆地壳较厚，大洋地壳较薄
地幔 上地幔
下地幔 ①固态，上地幔上部存在一个软流层，物质处于熔融状态；②温度、压力、密度增大
地核 外核 呈熔融状态
内核 呈固态，温度很高，压力、密度很大
(2)地壳与岩石圈的区别与联系
地壳位于莫霍界面以上，是地球表面一层由岩石组成的坚硬外壳。岩石圈不同于地壳，岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上)，二者关系如下图所示：
探究2：地球的外部圈层结构　　
【探究活动】
材料一　下图为我国贵州黄果树瀑布。
材料二　同心圈层分内外，内外划界有地面。气水生物圈层外，一起构成自然界。气圈最厚排在外，水圈水体有三态。生物生存跨圈界，生命活跃添光彩。
据此探究下列问题：
问题1：(综合思维)材料一中的景观涉及地球的哪几个圈层？构成该景观的主体要素属于地球的哪个圈层？
问题2：(综合思维)材料一中景观的形成体现了地球外部圈层之间具有怎样的关系？
问题3：(综合思维)根据材料二，写出字母代表的圈层名称。
【知识归纳】地球外部圈层的特点比较
概念 组成 其他
大气圈 气体和悬浮物质组成的复杂系统 主要成分是氮气和氧气 使地球上温度变化和缓；为生物生存提供氧气；形成复杂的天气现象
水圈 地表和近地表的各种形态水体的总称 海洋(主体)、河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等 促进地表物质迁移和能量转换；是人类和其他生物生存与发展不可或缺的物质
生物圈 地球表层生物的总称 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，同时也促进太阳能转化、改变大气圈和水圈组成、改造地表形态
【方法点拨】地球内外圈层的识别方法
1．“记准顺序”：外部的圈层中，大气圈在上，水圈在下，生物圈不单独占有空间，而是渗透于其他圈层之中。内部圈层即“两面三层”，“两面”是莫霍界面和古登堡界面，“三层”是地壳、地幔、地核。
2．“掌握数据”：读图时要结合一些相应的数据判断，如莫霍界面在地面下平均33千米处，古登堡界面在地下约2 900千米处，海洋地壳厚度一般为5～10千米，大陆地壳平均厚度为39～41千米等。
【地理阅读】地震预防
地震(英文：earthquake)，又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞，造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂，是引起地震的主要原因。地震开始发生的地点称为震源，震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。 地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。
据统计，地球上每年约发生500多万次地震，即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远，以至于人们感觉不到；真正能对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次；能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。人们感觉不到的地震，必须用地震仪才能记录下来；不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。世界上运转着数以千计的各种地震仪器日夜监测着地震的动向。
当前的科技水平尚无法预测地震的到来，未来相当长的一段时间内，地震也是无法预测的。所谓成功预测地震的例子，基本都是巧合。对于地震，我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御，而不是预测地震。
【避震要点】
1．震时就近躲避，震后迅速撤离到安全的地方，是应急避震较好的办法。这是因为震时预警时间很短，人又往往无法自主行动，再加之门窗变形等，从室内跑出十分困难；如果是在楼里，跑出来更几乎是不可能的。但若在平房里，发现预警现象早，室外比较空旷，则可力争跑出避震。
2．躲在室内结实、不易倾倒、能掩护身体的物体下或物体旁，开间小、有支撑的地方；室外远离建筑物，到开阔、安全的地方。
3．应趴下，使身体重心降到最低，脸朝下，不要压住口鼻，以利呼吸；蹲下或坐下时尽量蜷曲身体；抓住身边牢固的物体，以防摔倒或因身体移位，暴露在坚实物体外而受伤。
4．低头，用手护住头部和后颈，有可能时用身边的物品，如枕头、被褥等顶在头上以保护头颈部；低头、闭眼，以防异物伤害眼睛；有可能时，可用湿毛巾捂住口、鼻，以防灰土、毒气。
5．不要随便点明火，因为空气中可能有易燃易爆气体充溢；要避开人流，不要乱挤乱拥。无论在什么场合，街上、公寓、学校、商店、娱乐场所等，均如此。因为拥挤中不但不能脱离险境，反而可能因跌倒、踩踏、碰撞等而受伤。
【教材答疑解惑】
教材P21节引入
提示：人类通过研究地震波在地球内部的传播速度变化及地震波的性质来认识地球内部结构。地球内部被划分为地壳、地幔、地核。
教材P22思考
提示：在莫霍界面和古登堡界面附近，地震波的速度发生了突然的变化，这说明这两个界面上下层的物质在组成、结构、性质、状态等方面可能存在很大差异，这两个界面可以作为地球内部圈层划分的依据。
教材P24活动
提示：1.读照片，一一找出即可。
2．分类如下：
大气圈：云　水圈：山顶积雪、河流　生物圈：草、树木　岩石圈：山
3．各事物之间的联系：各事物分属四个圈层，体现了四个圈层之间相互联系、相互渗透，各圈层之间不断进行着物质交换和能量传递，共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。