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第四节 地球的圈层结构
第一章 宇宙中的地球
地球的圈层结构
1、运用地球的内部圈层结构和外部圈层结构示意图,简要描述地球的圈层结构,说明地球各圈层的主要特点。
2. 举例说明大气圈、岩石圈、水圈和生物圈等四大圈层之间相互联系、相互影响的关系,并指出它们对人类生产生活的影响。
3. 结合实例指出自然地理环境的组成要素,简要说明各要素的基本作用。
课标要求
运用示意图,说明地球的圈层结构。
学习目标
新课导入
在凡尔纳的科幻小说《地心游记》中,主人公可以在地下旅行,甚至穿过地心。但就当前实际的科技水平来说,人类还无法实现“地心漫游”。目前最深的钻井,深度为12千米,仅仅触及地球的“表皮”。那么人类通过什么方式认识地球的内部结构呢 地球的内部结构究竟是怎样的呢
我国“蓝鲸2号”
全球最先进超深水双钻塔半潜式钻井平台
最大钻井深度15250米
方式一:人工钻井
苏联卡拉井
1970年,开钻
1989年,井深12262米
1991年,钻至12869米,
至今保持世界最深纪录
人工震源车:给地球做”CT”
方式二:利用地震波(人工、天然)
地球的内部圈层
地球内部圈层划分依据:地震波
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。地震波分为纵波(P波)和横波(S波)。
地球的内部圈层结构主要依靠地震波为划分依据。
2.产生原因: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。人类活动也会产生地震波。
地震波的分类
纵波(P波)
横波 (S波)
质点的振动方向与波的传播方向垂直
速度较慢
只能通过固体传播
质点的振动方向与波的传播方向同轴
速度较快
可以通过固体、液体和气体传播
都随着所通过物质的性质而发生变化
当发生地震时,陆地上的人们会有什么感觉 如果是在海洋上的航行者会有什么感觉呢?
课堂思考
陆地上的人首先感受到的是上下颠簸,然后是左右摇晃;而海洋上的人只能感受到上下颠簸。
因为纵波传播速度快,可在固、液、气三态物质中传播,而横波只能在固态中传播。
地壳
地球的内部圈层
地核
地幔
地球的内部圈层划分
莫霍界面
33km
古登堡界面
2900km
读图思考:
(1)纵波、横波有几次明显的变化?在什么深度上有明显的变化?(2)地震波的波速突然发生变化,说明了什么问题?
(3)莫霍界面、古登堡界面分别在哪?
不连续界面
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内核
外核
地幔
横波
纵波
0
3
6
9
12
15
速度/km S-1
1000
2000
3000
4000
5000
6000
深度/km
莫霍界面
6371
33
2900
5150
古登堡界面
1.概念:
从地球内部地震波曲线图上,可以看出地震波在一定深度发生突然变化,这种波速突然变化的面叫不连续面,地球内部有两个不连续面
2.莫霍界面:
在大陆地面下平均33千米处,在这个不连续面下,横波和纵波增加
3.古登堡界面:
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
地球的内部圈层
地壳
地壳是地面以下,莫霍面以上,由各种岩石组成的坚硬外壳。它是一个连续不规则的圈层。
地壳厚度不一。平均厚度约为17千米,大陆部分较厚,大洋部分较薄。
地球大范围固体表面的海拔越高,地壳越厚;海拔越低,地壳越薄。
内部圈层划分
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地壳:
③物质组成:氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁
A.地壳上层:硅铝层,不连续;只存在于大陆上;
B.地壳下层:硅镁层,连续,存在于大陆和大洋底部。
地幔
地幔是地球内部介于地壳和地核之间的圈层。它位于莫霍面与古登堡面之间,厚度约2900千米。地幔分为上地幔和下地幔。
软流层:位于上地幔上部,一般认为软流层是岩浆的主要发源地之一。
岩石圈
请观察软流层的位置和岩石圈的范围
岩石圈=地壳+上地幔顶部
=软流层以上的部分
岩石圈不包括软流层
地核
地核位于古登堡面以下,厚度约3 400千米。地核可分为外核和内核。
内核为固态,外核为液态。地核的温度很高,压力和密度很大。主要组成物质为铁和镍。
地球内部圈层
地幔
内核
地核
地幔
地壳
地 核
地 幔
地 壳
位于莫霍界面之外,地壳厚薄不一,海洋地壳薄,一般为5-10km;大陆地壳厚,有高大山脉的地方地壳会更厚,最厚处达70km。
从古登堡界面到地心,厚度约3400多千米,可分为内核与外核,外核为熔融状态,内核为固态。
从莫霍界面至2900千米深处的古登堡界面, 分为上地幔和下地幔,上地幔顶部存在软流层,是岩浆的主要发源地,并与地壳组合成岩石圈。
大气圈
地球的外部圈层
生物圈
水圈
地球的外部圈层结构
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2.大气圈:
组成: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。
地球的外部圈层结构
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2.大气圈:
组成: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。
特点:
A.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要的氧气
B.大气中的风、云、雨、雪等天气现象,与人类息息相关
大气圈的作用
大气圈是地球生命的保护伞,它不仅避免了大多数流星体对地球的撞击,而且削弱了紫外线对地球生物的影响,从而保护了地球上的生命。
地球的外部圈层结构
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3.水圈:
组成:是地表和近地面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。
地球的外部圈层结构
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3.水圈:
组成:是地表和近地面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。
特点:
A.水是最活跃的自然环境要素之一,是人类和其他生物生存发展不可或缺的
B.连续但不规则
地球的外部圈层结构
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4.生物圈:
组成:生物圈是地球表层生物的总称。
地球的外部圈层结构
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4.生物圈:
组成:生物圈是地球表层生物的总称。
特点:
A.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
B.生物圈不单独占有一个圈层,而是融合在岩石圈上部,水圈全部,大气圈下部
地球的外部圈层结构
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5.外部圈层的关系:
大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透,共同构成人类懒以生存和发展的自然环境。
大气圈
岩石圈
水圈
生物圈
地球的圈层结构
大气圈概念和作用
生物圈概念和特点
地壳、地幔、地核
水圈概念和作用
外部圈层结构
内部圈层结构
划分依据:地震波
不连续面:莫霍面、古登堡面
知识体系
上图为一幅自然景观图,图中体现出哪些地球圈层?你能找出代表它们的主要地物吗?你能说出这些圈层的作用及它们之间的联系吗?
课堂练习
课堂检测
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1.读地球圈层图,下列有关知识叙述正确的是( )
①b层由液态水、固态水和气态水组成②c层表面的海拔越高,地壳厚度越薄
③e层由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成④f层纵波不能传播,呈液态或熔融态
A.①④ B.②③ C.②④ D.①③
D
【解析】读地球圈层图,结合所学可知b层为水圈,由液态水、固态水和气态水组成,①正确;c层为岩石圈,海拔越高,地壳厚度一般越厚,②错误,排除BC;e层为古登堡面上部的下地幔,由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成,③正确,D正确;f层为地核部分,横波不能传播,呈液态或熔融态,④错误,排除A;故选D。
课堂检测
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2.如图示意某海域四次地震的发生地、震级和震源深度。四次地震的震源最有可能位于( )
A.地壳 B.地核 C.上地幔顶部 D.下地幔底部
C
【解析】由图可知,四次地震的震源都位于海洋中,且震源较深(30~40km),大洋地壳较薄,平均为17km,A错误;四次地震的震源深(30~40km),最有可能位于上地幔顶部,C正确:地核在距地表2900km以下,下地幔在距地表1000km以下,BD错误。故选C。
课堂检测
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读下左图为火山景观图及地球圈层结构示意图(下右图),完成下面小题。
3.该火山喷发的物质来源于( )
A.地表 B.上地幔上部的软流层 C.下地幔 D.地壳上部
B
【解析】根据所学可知,在地幔的上部存在一个由塑性物质组成的软流层,是岩浆的重要发源地,火山喷发的物质来源于上地幔顶部的软流层。B正确。ACD错误,故选B。
课堂检测
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读下左图为火山景观图及地球圈层结构示意图(下右图),完成下面小题。
4.下列关于地球圈层结构的叙述,全对的一组是( )
①地球具有明显的圈层结构特征
②地壳既属于地球外部圈层又属于地球内部圈层
③地球可分为内部和外部两大圈层
④地幔属于地球内部圈层中最中间的一层
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
B
【解析】根据所学可知,地球具有明显的圈层结构,地球可以分为内部和外部两大圈层,地幔属于地球内部圈层中最中间的一层。地壳属于地球内部圈层中最外侧的一层,不属于地球外部圈层。②错误,①③④正确。故选B。
课堂检测
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读下左图为火山景观图及地球圈层结构示意图(下右图),完成下面小题。
5.地球内部圈层与大气圈的关系是( )
①地球内部能量的释放导致全球气候变暖
②生物圈是大气中的碳进入内部圈层的纽带
③火山活动使地球内部的碳释放到大气圈
④大气圈吸收太阳能使地球内部不断增温
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
B
【解析】根据所学知识可知,地球外部能量的释放会导致全球气候变暖,①错误;生物圈是大气中的碳进入内部圈层的纽带,②正确;火山活动使地球内部的碳释放到大气圈,③正确;大气圈吸收太阳能,使地球外部不断增温,④错误。故选B。
课堂检测
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下图中甲、乙、丙、丁表示地球的四大圈层,读图,完成下面小题。
6.图中代表水圈的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
B
【解析】读图,植物蒸腾产生水汽到大气中,故丁是生物圈,甲是大气圈;水会下渗到地下,故可知丙是岩石圈,则乙是水圈,B正确,ACD错误。故选B。
课堂检测
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下图中甲、乙、丙、丁表示地球的四大圈层,读图,完成下面小题。
7.下列关于地球圈层的叙述,正确的是( )
A.大气圈的主要成分是氢气和氧气
B.生物圈位于水圈和岩石圈之间
C.水圈联系了四大圈层
D.图中地球圈层均为外部圈层
C
【解析】大气圈的主要成分是干洁空气,水汽和固体杂质,其中干洁空气主要成分是氮气和氧气,A错误;生物圈包括大气圈的下层、整个水圈和岩石圈的上层,B错误;大自然的水通过蒸发、植物蒸腾、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流等环节,在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈中进行连续运动的过程,形成水循环,即水圈联系了四大圈层,C正确;岩石圈包括地壳和上地幔的顶部,属于地球的内部圈层,D错误。故选C。