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第三节 地球的圈层结构
课 标 定 位 素 养 阐 释
1.地球的内部圈层结构(1)地震波的分类及特点(2)内部圈层的分界面及各层的特点2.地球的外部圈层结构 1.结合地震波传播速度的变化,明确地球内部圈层的划分及分界面,理解各圈层的特点,并通过地球内部圈层结构示意图,掌握岩石圈的范围,促进地理综合思维习惯的养成2.结合生产、生活实践,知道地球外部圈层结构,并通过示意图理解各圈层之间的关系
一、地球的内部圈层结构
1.地震波
(1)分类:图中A表示 ,B表示 。
(2)特征
(3)波速变化:
①在地下33千米的C处(指大陆部分):传播速度都明显 。
②在地下2 900千米的D处:A波 ,B波传播速度 。
2.圈层划分
(1)依据:地震波在地球内部传播速度的变化。
(2)界面:图中C表示莫霍界面,D表示古登堡界面。
(3)圈层:由内向外E+F为 ,G为地幔,H为 。各圈层的具体情况如下表:
圈层划分 结构 物质组成 特 点
地壳 — 固体岩石 洋壳薄,陆壳厚,有高大山脉的地方更厚
地幔 上地幔、下地幔 上地幔上部存在一个软流层,部分岩石熔融为液体 科学家推断软流层是岩浆的发源地
地核 外核、内核 铁、镍金属 外核是液态的金属物质,外核物质的运动形成了地球的磁场。内核是固体金属球
【思考感悟】 “岩石圈就是地壳”,对吗
提示岩石圈不等于地壳。岩石圈不仅包含地壳而且还包含上地幔顶部(软流层以上)部分。
二、地球的外部圈层结构
1.地球外部圈层
地球的外部圈层包括大气圈、水圈、 等。
2.各圈层的关系
大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互 、相互渗透。
名称 构 成 特 征
大气圈 由气体和悬浮物组成的复杂系统 主要成分为氮气和氧气,使得地球上的温度变化和缓,同时提供生物生存所需的氧气
水圈 地表和近地表的各种形态水体,主体是海洋,还包括河流、湖泊、沼泽、冰川、地下水等 在地表物质迁移和能量转换中起重要作用
生物圈 地球表层生物的总称 其范围涉及大气圈、水圈和岩石圈,但多数生物集中在大气圈、水圈与岩石圈很薄的接触带中
【思考感悟】 为什么说生物圈是自然地理环境系统中最活跃的圈层
提示生物圈中的生物,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。
释疑解惑
探究 地球内部圈层的划分和特征
幻想一下,假如有一种超能“穿越器”能穿越地心并记录沿途的见闻,那会怎样呢
结合材料探究:
(1)从地面到地心,会依次穿越哪些地球内部圈层
答案
(2)软流层是在上地幔上部还是上地幔底部 为什么有人认为它是岩浆的发源地
答案
(3)外核的物质状态是什么 为什么
答案
归纳提升
1.地球内部圈层的划分
地球内部依据地震波的传播速度分为地壳、地幔、地核三部分,具体如下图所示:
2.地球内部各圈层的特点
备注:表格中的"平均17"改为"平均33"。
典型例题
四川九寨沟县(33.2°N,103.8°E)曾发生里氏7.0级地震,震源深度20千米。读图,完成下列各题。
(1)此次地震的震源位于( )
A.地壳 B.软流层 C.上地幔顶部 D.下地幔
(2)下列关于图中地球各圈层的叙述,正确的是( )
A.C圈层是由岩石构成的,故称为岩石圈
B.B圈层的主体是湖泊
C.A圈层是外部圈层中厚度最大的
D.D圈层一般被认为是岩浆的发源地
答案(1)A (2)C
解析第(1)题,莫霍界面位于地面下平均33千米处,地壳位于莫霍界面以外,此次震源深度为20千米,而四川阿坝州九寨沟县位于陆地,所以震源位于地壳。第(2)题,图中的A圈层是大气圈,它是地球外部圈层中厚度最大的圈层;B圈层是水圈,其主体是海洋;C圈层是地壳,它只是岩石圈的一部分;D圈层是地核,而一般认为岩浆来源于地幔上部的软流层。
地壳与岩石圈的区别与联系
地壳位于莫霍界面以上,是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬的外壳。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:
课堂小结
随堂训练
地震波在不同媒介中的传播速度是不同的,科学家利用这一原理探究地球内部结构。据此完成第1~2题。
1.科学家们发现,地震波在地球内部传播时,在距离地面大约2 900千米深度处横波突然消失,纵波速度也突然降低,这说明( )
A.地球内部存在着岩浆
B.该深度上下层次的温度变化明显
C.大陆地壳与大洋地壳的厚度不同
D.该深度上下层次的物质组成存在很大差异
2.人们在生产活动中还常利用地震波( )
A.传递声音信号 B.进行地质探矿
C.调查农作物虫害情况 D.测量山峰的高度
答案1.D 2.B
解析在不同物质组成的介质里,地震波的传播速度是不同的,其中横波只能通过固体物质,而纵波可通过固、液、气各态物质,因此,根据地下2 900千米处的波速变化可知,该处上下层物质组成存在较大差异,2 900千米以下为非固态物质。同理可知,如果地下某处存在矿产资源的话,那么它的物质组成肯定与周围地区有差异,地震波经过该处时,其波速会发生异常变化。
下图为地球圈层结构示意图。读图,完成第3~4题。
3.关于图中数码所代表的地球圈层的叙述,正确的是( )
A.①为地壳 B.②为岩石圈
C.③为软流层 D.④为下地幔
4.下列有关地球圈层特点的叙述,正确的是( )
A.①圈层由岩石组成
B.②圈层的厚度陆地较海洋小
C.③处可能是岩浆的主要发源地
D.④圈层的物质状态为固态
答案3.C 4.C
解析本题组主要考查地球的圈层结构,弄清各序号代表的圈层是解题的关键。由图可知,①为大气圈,由气体和悬浮物质组成;②为地壳,其厚度陆地比海洋大;③为软流层,一般认为是岩浆的主要发源地;④为外核,由于横波不能通过,所以不是固态物质。
地球的圈层结构还包括其外部圈层。据此完成第5~6题。
5.读地球外部圈层构成图,其中B代表( )
A.大气圈 B.生物圈
C.水圈 D.岩石圈
6.不属于地球外部圈层的是( )
A.水圈 B.生物圈
C.地幔 D.大气圈
答案5.B 6.C
解析第5题,生物圈包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。第6题,地幔属于地球内部的一个圈层,而水圈、生物圈、大气圈属于地球的外部圈层。
下图为某区域地壳厚度等值线图,据此完成第7~8题。
7.关于图示区域的说法,正确的是( )
A.地壳厚度自南向北增加
B.地壳厚度最大的地区海拔最高
C.断层分布的区域均位于板块的消亡边界
D.两地地壳厚度的差异不等于其相对高差
8.若绘制地壳厚度剖面图,其10千米处可以表示( )
A.海平面 B.莫霍界面
C.岩石圈底面 D.古登堡界面
答案7.D 8.B
解析第7题,两地相对高差是指海拔的差值;地壳厚度是莫霍界面之上的高度,而不同地区的地壳厚度不同,则地壳厚度的差异不等于其相对高差。第8题,海洋地壳平均厚度一般为5—10千米,地壳位于莫霍界面以外,则10千米处可以表示莫霍界面。
9.读地震波的传播速度与地球内部圈层的划分示意图,完成下列各题。
(1)a图中A表示 波,B表示 波。
(2)b图表示地球内部圈层的划分,M表示 界面,其判断依据是 ,其上、下两层分别为 和 。
(3)在b图上N处,地震波A完全消失,地震波B的传播速度也突然 ,该处称为 界面,其上、下层物质状态分别为 和 。
(4)C厚度不均,最厚的地方一般在陆地上的 地区,而大洋部分较薄,其平均厚度为 千米。
答案(1)横 纵
(2)莫霍 纵波和横波传播速度都明显增加 地壳
地幔
(3)下降 古登堡 固态 液态
(4)高大山脉 5—10
解析第(1)题,由图示看出,A波速度在地下2 900千米处突然消失,B波速度明显下降,可判断出A波为横波,B波为纵波。第(2)题,在地面下平均33千米(指大陆部分)的地方,存在一个不连续面——莫霍界面,该界面下纵波和横波传播速度都明显增加,是地壳与地幔的分界面。第(3)题,在地下2 900千米处是古登堡界面,是地幔和地核的分界面,根据地震波的传播情况可判断出物质的状态。第(4)题,属识记内容,较为简单。
巩固提升
2020年6月23日,墨西哥发生7.4级地震,震源深度10千米。读图,完成第1~2题。
1.此次地震发生时,震源位于图中( )
A.①—地壳 B.②—地幔
C.③—地核 D.①—软流层
2.地震造成多条道路部分路段道路垮塌、涵洞坍塌和路基下沉,这些直接改变的是地球圈层中的( )
A.岩石圈 B.水圈
C.生物圈 D.大气圈
答案1.A 2.A
解析第1题,海洋地壳厚度一般为5—10千米,大陆地壳一般较海洋更厚,本次地震震源深度为10千米,因此震源位于地壳。第2题,道路垮塌、涵洞坍塌和路基下沉发生在岩石圈,故选A项。
读我国部分地区地壳等厚度线图,完成第3~5题。
3.图示地区的地壳厚度( )
A.由西向东逐渐增厚
B.由北向南逐渐增厚
C.由东向西逐渐增厚
D.由南向北逐渐增厚
4.图中M和N所对应的地形区分别是( )
A.塔里木盆地、吐鲁番盆地
B.青藏高原、四川盆地
C.黄土高原、汾河谷地
D.四川盆地、大别山区
5.开钻科学探索井是我国科学钻探工程的重要组成部分。下列地点中属于最佳开钻地点的是( )
A.青藏高原地区
B.山东省诸城地区
C.江苏省东海地区
D.安徽省盘龙地区
答案3.C 4.D 5.C
解析第3题,由等值线的数值可判断,由东向西数值逐渐变大,说明地壳厚度由东向西逐渐增厚。第4题,根据经纬度和地壳厚度确定M、N分别位于四川盆地和大别山区。第5题,由于地壳厚度不均,在供选四地中,只有海洋上的地壳厚度要薄一些,是科学探索井开钻的最佳选点。
干热岩是一种高温岩体,埋藏于地下3—10千米处,温度在150 ℃以上,通过注入凉水,吸收岩体热量转化成水蒸气,再抽取到地表加以利用,可用于发电、供暖等。在综合分析地质条件后,2017年9月我国在青海省钻获236 ℃的高温干热岩体。结合地球内部圈层结构部分示意图, 完成第6~7题。
6.岩石圈( )
A.就是指地壳 B.全球厚度均一
C.包括软流层 D.由岩石组成
7.干热岩位于( )
A.地壳 B.地幔
C.地核 D.软流层
答案6.D 7.A
解析第6题,岩石圈是指软流层以上的刚性盖层,包含地壳及上地幔顶部(软流层以上的部分),由岩石组成,据此分析选D。第7题,根据材料可知,干热岩埋藏于地下3—10千米处,而莫霍界面位于地面下平均33千米处,地壳位于莫霍界面以外,因此干热岩应位于地壳中,选A。
浅层地能主要指地球浅层地表数百米内的土壤砂石和地下水所蕴藏的低温热能。据专家测量,我国百米内的土壤每年可采集的低温热能达1.5万亿千瓦,是我国目前发电装机容量4亿千瓦的3 750倍,而百米内地下水每年可采集的低温热能也有 2亿千瓦。由于储量大,分布普遍,被喻为“绿色聚宝盆”。据此完成第8~9 题。
8.浅层地能存在的内部圈层是( )
A.软流层 B.地幔
C.地壳 D.地核
9.浅层地能的主要来源最可能是( )
A.太阳辐射 B.地面辐射
C.大气辐射 D.地球内部
答案8.C 9.A
解析第8题,根据材料可知,浅层地能主要分布在地表数百米内,远远小于地壳厚度,故浅层地能存在于地壳中。第9题,浅层地能是指地球浅层地表数百米内的土壤砂石和地下水中所蕴藏的低温热能。它的来源以太阳辐射为主,还有一小部分来自地球内部,是一种可再生能源,一般温度恒定。
读地球内部结构图,完成第10~11题。
10.地震波是研究地球内部结构的重要手段,当c处岩层发生地震时,地表科研人员测得地震波在经过f界面向地表传播时的变化有( )
①纵波速度加快 ②纵波速度减慢 ③横波速度加快 ④横波速度减慢
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
11.下列岩层组合表示岩石圈的是( )
A.a+b+c
B.a+c+d
C.b+c+d
D.c+d+e
答案10.B 11.A
解析第10题,读图可知,图中c位于莫霍界面以下,该地发生地震时,地震波向地表传播,经过f界面时,横波和纵波传播速度明显变慢。第11题,岩石圈包括软流层以上的部分,即图中d以上,包括a+b+c。
下图为火山喷发图片。读图,完成第12~13题。
12.组成图中山体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
13.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
答案12.D 13.A
解析第12题,组成山体岩石的矿物为岩浆冷凝形成,岩浆来源于上地幔的软流层。第13题,题干已经说明是火山灰在地球圈层中迁移的顺序,而不是从火山灰的来源开始,很显然火山灰漂浮在大气圈中,慢慢会沉降下来,进入到水圈、生物圈,最终沉积到岩石圈。
14.南京大学附中的同学们对地理非常感兴趣,他们从网上下载地壳厚度等值线图,开展研究性学习。下图是他们从网上下载的北美地壳厚度等值线(单位:千米)图,据此完成下列各题。
(1)大陆地壳厚度与海洋地壳厚度有何差异
(2)图中A处的地壳厚度为 ,B处的地壳厚度为 。
(3)北美大陆地壳厚度的分布规律是什么
答案(1)大陆地壳较厚,海洋地壳较薄。
(2)45—50千米 30—35千米
(3)西部、东部山地的地壳比较厚,中部较薄,大陆向大洋的过渡地区较薄。
解析第(1)题,主要为基础知识,记住相关知识即可回答。第(2)(3)题,根据相邻等值线之间闭合等值线区域的特征“大于大的,小于小的”,可以判断出A处的地壳厚度为45—50千米,B处的地壳厚度为30—35千米,进一步可推断出北美大陆地壳厚度的分布规律。
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