第四节 地球的圈层结构
课标内容
核心素养目标
运用示意图，说明地球的圈层结构
1.从地球圈层的角度，认识地球的内部圈层和外部圈层。【区域认知】
2.观察、识别、描述与地球圈层有关的一些自然现象。【地理实践力】
3.能够运用圈层理论，说明各圈层之间的关系和变化过程。【综合思维】
4.从人地关系的角度，描述地球各圈层和人类活动的关系。【人地协调观】
知识清单一 地球的内部圈层结构
1.地震波
（1）分类：图中A表示横波，B表示纵波。
（2）特性
（3）波速变化
①在地下平均33千米C处（指大陆部分）传播速度都明显增加。
②在地下约2 900千米D处：A波完全消失，B波传播速度突然下降。
2.圈层划分
地球的内部圈层类似于鸡蛋壳（地壳）、鸡蛋清（地幔）、鸡蛋黄（地核）（1）依据：地震波在地球内部传播速度的变化。
（2）界面：图中C为莫霍界面，D为古登堡界面。
（3）圈层：由内向外E＋F为地核，G为地幔，H为地壳。
3.岩石圈：包括地壳和上地幔顶部（软流层以上），由坚硬的岩石组成。
知识清单二 地球的外部圈层结构
1.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，是自然环境的重要组成部分。
2.水圈
是地表和近地表的各种形态水体的总称。
3.生物圈
是地球表层生物的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。
地震发生后，陆地上的人们先感觉到上下颠簸，然后感觉到左右摇晃；而在海洋中航行的人们只能感觉到上下颠簸。
图示法识记地球外部圈层位置
任务清单一 地球的内部圈层结构
情境探究
[情境] 人们利用地震波——横波（S）和纵波（P）的传播速度及传播过程中发生的显著变化来确定地球内部结构，这种手段同样广泛应用于生产实践活动中，如利用地震波寻找石油。请小组合作探究：
[探究] 遇到石油时，S波和P波会发生怎样的变化？并在下图中画出S波和P波波速的变化。
提示 遇到石油时，S波完全消失，P波波速突然下降。
素养凝练
1.地球内部圈层结构划分及特征
以莫霍界面和古登堡界面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个层。具体如下所示。
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、矿产资源和油气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。
3.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：
素养应用
例1：（综合思维）
阅读图文资料，合作探究完成下列要求。
地震的成因是由于地下几千米至数百千米的岩体发生突然破裂和错动。而这些破裂和错动释放的能量又以地震波的形式向四周辐射出去。研究人员在地震发生后，根据横波、纵波的速度差，建立了“地震预警系统”，让人们赢得黄金逃生时间。
地震预警系统的原理是什么？
提示 预警主要是利用纵波传播速度比横波快，在地震发生时纵波先传到地面做出预警，在破坏力更大的横波没到前的数秒、甚至数十秒对较远地区发出预警，为人们争取应对时间。
任务清单二 地球的外部圈层结构
情境探究
[情境] 下图为风景秀丽的黄果树瀑布景观。请小组合作探究：
[探究] （1）在黄果树瀑布景观中涉及了地球的哪几个圈层？构成该景观的主体要素属于地球的哪个圈层？
（2）该景观的形成体现了地球各圈层之间具有怎样的关系？
提示 （1）黄果树瀑布景观涉及了岩石圈、大气圈、水圈、生物圈等四个圈层。构成该景观的主体要素是水圈。
（2）该景观的形成体现了地球圈层之间的相互联系、相互制约的关系。
素养凝练
1.生物圈对地球其他圈层的作用
对大气圈的影响
绿色植物能降低大气层中的二氧化碳浓度，调节气温
对水圈的影响
生物影响一些元素在水中的迁移和沉淀过程；生物体中的水通过被吸收和排出以及在生命系统内部的运动，参与水圈的循环
对岩石圈的影响
生物风化作用和生物成矿作用
2.生物圈与其他圈层比较的特殊性表现
生物圈与大气圈、水圈和岩石圈这三个圈层相比较，其特殊性主要表现在：①生物圈是有生命存在的圈层；②生物圈与其他圈层交错分布， 其界线不像其他圈层那样分明；③生物圈不仅包括了地球上的全部生物， 而且包括了生物生存的环境，是地球上最大的生态系统。因此，生物圈的组成与结构和其他三个圈层相比最为复杂。
素养应用
例2：（地理实践力）
阅读图文资料，合作探究完成下列要求。
落红不是无情物，化作春泥更护花——龚自珍（清）
坐看黑云衔猛雨，喷洒前山此独晴——崔道融（唐）
这两首诗分别反映的是哪些圈层之间的关系？
提示 生物圈和岩石圈；大气圈和岩石圈。
课堂小结
核心要点
1.了解地球内部的圈层结构。
2.了解地球外部的圈层结构。
3.掌握各圈层的划分依据。
4.掌握各圈层的主要特点。
课堂学业达标
读“地球内部圈层局部示意图”，完成1～2题。
1.图中正确表示岩石圈的序号是（ ）
A.① B.②
C.③ D.④
2.关于图中①②③之间的关系，表示正确的是（ ）
解析 第1题，岩石圈的范围为软流层之上，据图可知，③为岩石圈的范围。故选C。第2题，据图可知，①为地表以下莫霍界面以上，为地壳范围；②为两个界面之间的区域，为地幔范围；③为岩石圈范围，包括地壳和上地幔顶部。故选D。
答案 1.C 2.D
地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。结合地球圈层构造示意图，完成3～4题。
3.图中所示的圈层A、B、C分别是（ ）
A.水圈、生物圈、岩石圈
B.生物圈、岩石圈、水圈
C.岩石圈、水圈、生物圈
D.生物圈、水圈、岩石圈
4.C圈层（ ）
A.是一个连续规则的圈层
B.位于地幔以上
C.位于莫霍界面以上
D.陆壳较厚，洋壳较薄
解析 第3题，按距离地球表层由远到近，地球圈层可分为大气圈、生物圈、水圈、岩石圈，其中生物圈包括大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部，即生物圈不单独占有空间。结合图示A、B、C及与大气圈的位置可判断，A为生物圈，B为水圈，C为岩石圈。第4题，岩石圈位于软流层之上，大陆部分较厚，大洋部分较薄。
答案 3.D 4.D
5.阅读材料，回答下列问题。
2017年10月30日，大宇造船交付美国钻井承包商Transocean建造的一系列5艘超深水钻井船的最后一艘。这艘超深水钻井船最大作业水深12 000米，最大钻井深度40 000米。下图为岩石圈部分构造图。
（1）图中形成人类赖以生存和发展的自然环境的地球外部圈层有哪些？
（2）①②两层构成地壳，其划分的重要依据是 ，陆地地壳和海洋地壳相比 地壳较厚。
（3）图中④为 界面，该界面地下平均深度（指大陆部分）是 。
（4）写出这艘超深水钻井船钻探到最深时的图示序号、圈层名称、构成物质及其状态。
解析 第（1）题，图中有大气、生物、水、岩石，涉及的外部圈层有大气圈、生物圈和水圈。第（2）题，根据课本内容，地震波是地球内部圈层划分的重要依据。图示地壳厚度分布不均，海洋地壳较薄，大陆地壳较厚。第（3）题，④界面位于地壳以下，为莫霍界面，其在大陆部分的平均深度约为33千米。第（4）题，钻探地点应选择在地壳最薄的地方。超深水钻井船钻探到最深时，钻井深度近12 000米，根据材料中的深度标注，该钻井能钻探到地幔之中的上地幔内。上地幔顶部由固态物质组成，是岩石圈的重要组成部分。
答案 （1）大气圈、生物圈、水圈。 （2）地震波在不同介质中传播速度的差异 陆地 （3）莫霍 33千米 （4）③；地幔；岩石；固态。
课后素养提升
合格考——大显身手
一、选择题（共11个小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
干热岩是一种高温岩体，埋藏于地下3～10千米，温度在150 ℃以上。通过注入凉水，吸收岩体热量转化成蒸汽，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。读“地球内部圈层结构示意图”，完成1～3题。
1.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
2.干热岩位于（ ）
A.地壳 B.地幔
C.地核 D.软流层
3.与太阳能发电相比，利用干热岩发电的优势是（ ）
A.受气候的影响小 B.属于清洁可再生能源
C.开发技术要求高 D.资源分布范围更广泛
解析 第1题，读图可知，岩石圈位于软流层上部，包括地壳与上地幔顶部，由岩石组成，全球厚度不均。故D正确，A、B、C错误。第2题，读图可知，地壳厚度范围为5～70 千米，干热岩埋藏于地下3～10千米，故A正确。第3题，干热岩埋藏于地下，能量来自地球内部，因此受气候的影响小，故A正确。干热岩与太阳能都属于清洁可再生能源；开发技术要求高；太阳能资源分布范围更广泛。故B、C、D错误。
答案 1.D 2.A 3.A
读图，回答4～5题。
4.图中甲、乙、丙、丁所代表的地球圈层依次是（ ）
A.大气圈、岩石圈、水圈、生物圈
B.大气圈、水圈、岩石圈、生物圈
C.生物圈、水圈、岩石圈、大气圈
D.生物圈、岩石圈、大气圈、水圈
5.乙圈层的主要特点是（ ）
A.连续而不规则 B.主要由岩石组成
C.无固定空间位置 D.主要由气体组成
解析 第4题，据图可知，丁指向甲通过蒸腾作用，说明丁为生物圈，甲是大气圈，故排除C、D项；乙指向丙通过下渗作用，说明乙为水圈，丙为岩石圈，故B项正确，A项错误。第5题，据上题知，乙圈层为水圈，水圈是一个连续但分布不规则的圈层，故A项正确；水圈由呈固态、液态、气态分布于海洋、陆地、大气中的各种水体共同组成，故B、C、D项错误。
答案 4.B 5.A
下图为月壳与月幔地震波速度变化示意图。读图，完成6～7题。
6.月球地震波与地球地震波相比较，下列说法错误的是（ ）
A.都是P波速度始终大于S波
B.都在壳以下有突然加速的过程
C.月球表面地震波速大于地球表面
D.A、B说法都正确
7.根据图中所示内容，可以判断出（ ）
A.月球发生地震时，有一地只能探测到P波，而没有S波
B.月球内部结构中没有“软流层”
C.月球内部只能分为两层
D.通过图中地震波的变化，我们只能看出一个不连续界面
解析 第6题，在月球表面地震波的速度小于地球表面。第7题，月球表面附近没有气体、液体存在，所以无法找到一地只能探测到P波；“软流层”在图中地震波变化上无法显示出来；从题干可知，这只是表示月球的月壳与月幔。
答案 6.C 7.D
读我国青岛—拉萨地形起伏与相应地壳厚度变化对比剖面图，回答8～9题。
8.图中M界面为（ ）
A.地表 B.莫霍界面
C.软流层 D.古登堡界面
9.下列有关上图的叙述，不正确的是（ ）
A.地形起伏与地壳厚度变化基本呈正相关
B.距海越远，地壳厚度越大
C.山地、高原的地壳厚度较平原、盆地地区厚
D.地形高度与M界面深度大致呈现“倒影”的关系
解析 第8题，该图表示地形起伏与相应地壳厚度变化对比剖面图，而地壳厚度是地表以下到莫霍界面的深度，因此，图中M界面为莫霍界面。第9题，读图可知，图中基本上地势越高，地壳厚度越大，地势越低，地壳厚度越薄，故地形起伏与地壳厚度变化基本呈正相关，A对；图示信息不遵循距海越近，地壳厚度越大的规律，故B错；山地、高原地区较平原、盆地地区地壳厚度厚，故C对；图示地形高度与莫霍界面深度呈现“倒影”的关系，故D对。答案选B。
答案 8.B 9.B
读“地球圈层局部示意图”，完成10～11题。
10.图中甲圈层（ ）
A.是一个连续且规则的圈层
B.是一个规则但不连续的圈层
C.由气体和悬浮物组成
D.由坚硬的岩石组成
11.地球外部圈层中最活跃的是（ ）
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析 第10题，图中甲圈层是岩石圈，由坚硬的岩石组成，D对。岩石圈是一个不规则，也不连续的圈层，A、B错。由气体和悬浮物组成的是大气圈，C错。第11题，地球外部圈层中最活跃的是生物圈，对应丙。
答案 10.D 11.C
二、非选择题（共3大题，含1道附加题，共56分）
12.读地球内部圈层示意图，完成下列要求。（16分）
（1）图中甲、乙是地球内部的两个不连续面，其名称分别是：甲 ，乙 。（4分）
（2）当A地发生地震时，B、C、D、E、F五个观测点都测到了A地发出的地震波，B测得的地震震级为8.3级，对B、E两点所测到的纵波波速进行比较，波速较快的是 观测点，造成两地波速差异的原因是_________________________________________________________________
__________________________________________________________。（8分）
（3）请在图中用斜线画出接收不到横波的区域。（4分）
解析 第（1）题，主要考查地下两个不连续面，即地壳与地幔的分界面莫霍界面和地幔与地核的分界面古登堡界面。第（2）题，主要考查地震波的传播特点，从A至B只经过地壳，从A至E，经过地壳和地幔，纵波在地壳和地幔中的传播速度不同。第（3）题，地核的外核为熔融状态，横波不能通过。
答案 （1）莫霍界面 古登堡界面
（2）E 纵波在地幔中的传播速度要高于在地壳中的传播速度
（3）如图（过A点做地核外缘小圆的切线，两线之间部分为接收不到横波的区域）。
13.读“地球的外部圈层示意图”，回答下列问题。（20分）
（1）在图中填出地球的四大圈层（填字母）。（8分）
A.岩石圈 B.水圈
C.大气圈 D.生物圈
（2）从图中可以看出，四大圈层尽管组成物质、分布空间不同，但它们都是以 为共同球心的圈层。2015年12月26日是印度洋海啸11周年纪念日，11年前印度洋地震发生在 圈（震源深度为10千米），由此引发的海啸发生在 圈，流行性疾病主要在 圈传播。（12分）
答案 （1）填图略 （2）地心 岩石 水 生物
等级考——小试牛刀
14.（附加题）读北美地壳厚度等值线图（单位：千米），完成下列要求。（20分）
（1）根据所学知识，世界大陆地壳的平均厚度约为 千米。大陆地壳厚度与大洋地壳厚度有何差异？（8分）
（2）图中A处的地壳厚度为 ，B处地壳的厚度为 。（4分）
（3）描述北美大陆地壳厚度的分布规律。（8分）
解析 第（1）题，主要为教材基础知识，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处的地壳厚度介于45～50千米，B处的地壳厚度介于30～35千米，进一步可推断出北美大陆地壳厚度的分布规律。
答案 （1）33 大陆地壳较厚，大洋地壳较薄。
（2）45～50千米 30～35千米
（3）西部、东部山地比较厚，中部较薄，大陆向大洋的过渡地区较薄。
课件25张PPT。第四节 地球的圈层结构知识清单一 地球的内部圈层结构
1.地震波（1）分类：图中A表示 ，B表示 。（3）波速变化
①在地下平均33千米C处（指大陆部分）传播速度都明显 。
②在地下约2 900千米D处：A波 ，B波传播速度突然 。横波纵波固体固体、液体和气体增加完全消失下降2.圈层划分
（1）依据：地震波在地球内部 的变化。
（2）界面：图中C为 ，D为 。
（3）圈层：由内向外E＋F为 ，G为 ，H为地壳。地球的内部圈层类似于鸡蛋壳（地壳）、鸡蛋清（地幔）、鸡蛋黄（地核）3.岩石圈：包括地壳和 顶部（软流层以上），由坚硬的 组成。 传播速度莫霍界面古登堡界面地核地幔上地幔岩石知识清单二 地球的外部圈层结构
1.大气圈
由气体和悬浮物质组成的复杂系统，主要成分是 和 ，是自然环境的重要组成部分。
2.水圈
是地表和近地表的各种形态水体的总称。
3.生物圈
是地球表层 的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。氮气氧气生物地震发生后，陆地上的人们先感觉到上下颠簸，然后感觉到左右摇晃；而在海洋中航行的人们只能感觉到上下颠簸。图示法识记地球外部圈层位置任务清单一 地球的内部圈层结构
情境探究
[情境] 人们利用地震波——横波（S）和纵波（P）的传播速度及传播过程中发生的显著变化来确定地球内部结构，这种手段同样广泛应用于生产实践活动中，如利用地震波寻找石油。请小组合作探究：[探究] 遇到石油时，S波和P波会发生怎样的变化？并在下图中画出S波和P波波速的变化。提示 遇到石油时，S波完全消失，P波波速突然下降。素养凝练
1.地球内部圈层结构划分及特征
以莫霍界面和古登堡界面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个层。具体如下所示。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、矿产资源和油气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。3.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：素养应用
例1：（综合思维）
阅读图文资料，合作探究完成下列要求。
地震的成因是由于地下几千米至数百千米的岩体发生突然破裂和错动。而这些破裂和错动释放的能量又以地震波的形式向四周辐射出去。研究人员在地震发生后，根据横波、纵波的速度差，建立了“地震预警系统”，让人们赢得黄金逃生时间。地震预警系统的原理是什么？
提示 预警主要是利用纵波传播速度比横波快，在地震发生时纵波先传到地面做出预警，在破坏力更大的横波没到前的数秒、甚至数十秒对较远地区发出预警，为人们争取应对时间。任务清单二 地球的外部圈层结构
情境探究
[情境] 下图为风景秀丽的黄果树瀑布景观。请小组合作探究：[探究] （1）在黄果树瀑布景观中涉及了地球的哪几个圈层？构成该景观的主体要素属于地球的哪个圈层？
（2）该景观的形成体现了地球各圈层之间具有怎样的关系？
提示 （1）黄果树瀑布景观涉及了岩石圈、大气圈、水圈、生物圈等四个圈层。构成该景观的主体要素是水圈。
（2）该景观的形成体现了地球圈层之间的相互联系、相互制约的关系。 素养凝练
1.生物圈对地球其他圈层的作用2.生物圈与其他圈层比较的特殊性表现
生物圈与大气圈、水圈和岩石圈这三个圈层相比较，其特殊性主要表现在：①生物圈是有生命存在的圈层；②生物圈与其他圈层交错分布， 其界线不像其他圈层那样分明；③生物圈不仅包括了地球上的全部生物， 而且包括了生物生存的环境，是地球上最大的生态系统。因此，生物圈的组成与结构和其他三个圈层相比最为复杂。素养应用
例2：（地理实践力）
阅读图文资料，合作探究完成下列要求。
落红不是无情物，化作春泥更护花——龚自珍（清）
坐看黑云衔猛雨，喷洒前山此独晴——崔道融（唐）这两首诗分别反映的是哪些圈层之间的关系？
提示 生物圈和岩石圈；大气圈和岩石圈。课堂小结核心要点
1.了解地球内部的圈层结构。
2.了解地球外部的圈层结构。
3.掌握各圈层的划分依据。
4.掌握各圈层的主要特点。
