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2019人教新版
地球的圈层结构
第一章 宇宙中的地球
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。但就当前人类实际的科技水平来说，人类还无法实现“地心漫游。”
如果你是地心探索者，会想到用什么方法探索地球？
地球的内部圈层
01
科拉超深钻孔，是前苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区所进行的一项科学钻探，其中最深的一个钻孔达12,262米。它曾是世界上最深的钻孔，这个记录在2008年和2011年被在卡塔尔的阿肖辛油井(12,289米)和俄罗斯在库页岛的Odoptu OP-11油井(12,345米)两次打破，现时排名世界第三。
所钻深度12Km，只占地球半径的1/526。
人类试图用钻井的方法来了解地球内部，但是人类钻井最深处才12,345米，相比地球的平均半径6371km来说，差距太远，还远不能了解我们地球的内部。
思考：还有什么方法来研究地球内部呢？依据是什么？
1.地震波
1.地震波
方法：科学家可以根据地震波传播速度的变化来划分地球内部圈层。
依据：纵波和横波的传播速度都随所通过物质的性质的变化而变化。
地震构造示意图
1.地震波
速度较慢
固体传播
速度较快
固、液、气传播
1.地震波
当地震发生时，地下物质受到强烈的冲击会发生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就叫地震波 。
分类 定义 特点 地面感觉
传播速度 能通过的介质 共同点 纵波 （P波）
横波 （S波）
阅读教材内容，完成表格
质点振动方向与波的传播方向一致的波
质点振动方向与波的传播方向垂直的波
传播速度都随所通过物质的性质的变化而变化
上下颠簸，
破坏性小
水平晃动，威力大，是造成地面建筑物破坏的主要因素
较快
较慢
固体
液体
气体
固体
思考
01 当地震发生时，人们首先感觉到上下晃动还是左右晃动？为什么？
先上下晃动再左右晃动；因为纵波的速度大于横波。
02 地震在海洋中发生时，坐在船上的渔民是感觉到上下晃动还是左右晃动？为什么？
只有上下晃动；因为纵波在固体、液体和气态中传播，而横波只在固体中传播。
2.地球内部圈层
借助于地震波，科学家们画出了地震波在地球内部传播速度的变化曲线图。
地震波在地球内部传播速度的变化
观察横纵坐标，说明横波和纵波在图示虚线处发生了什么样的变化？
纵波传播速度在此处急剧降低
由13.3千米/秒突然降为8.1千米/秒
纵波传播速度在此处突然增加
横波传播速度在此处突然增加
横波传播速度由7.3千米/秒突然消失
2.地球内部圈层
借助于地震波，科学家们画出了地震波在地球内部传播速度的变化曲线图。
地震波传播速度的突然变化说明了什么？
说明界面上下的物质性质发生了变化，科学家将这两个界面确定为莫霍界面和古登堡界面，由此可将地球内部划分出若干个圈层。
2900千米
17千米
地壳
地幔：上地幔、下地幔
地核：外核、内核
2.地球内部圈层
地壳：固态，平均厚度17千米
地幔：熔融状态
外核：液态
内核：固态
地球内部圈层示意图
2.地球内部圈层—地壳
定义：地球表面一层由固体岩石组成的坚硬外壳，位于莫霍界面以外。
厚度：地壳厚薄不一，海洋地壳薄，一般为5-10千米；大陆地壳厚，平均厚度为39-41千米，有高大山脉的地方地壳会更厚，最厚达70千米。
大洋地壳，薄，平均厚度5-10千米
大陆地壳，厚，平均厚度39-41km
最厚的地方达70千米
地球内部地震波传播速度与圈层结构示意
知识窗
地壳最厚的地方是位于南美洲厄瓜多尔的是一座圆椎形的死火山，海拔6310米，由于离赤道近，顶峰距地心的厚度为6384.10千米，而珠穆朗玛峰与地心的距离仅为6381.95千米，比软博拉索山少2.05千米。
地壳最厚的地方
世界上地壳最薄的地方在哪里呢？可能也有人会说是马里亚纳海沟深度达到11034米，是世界上最深的海沟。然而科学家通过对地球的引力波动的测量发现，距离南美洲圭亚那1600千米、大西洋南部靠近南极洲的地方，有一条南北走向的裂谷，其底部的地壳厚度仅为1.5千米，那才是地壳最薄的地方，也被认为是离地心最近的地方。
地壳最薄的地方
2.地球内部圈层—地幔
地球内部圈层结构
地球内部地震波传播速度与圈层结构示意
地幔：地幔从莫霍界面直至2 900米深处的古登堡界面，占地球总体积的80%。
根据地震波波速的变化，地幔分为上地幔和下地幔。
2.地球内部圈层—地幔
结合教材思考：
(1)什么是软流层？
(2)什么是岩石圈？
软流层：上地幔的上部存在一个软流层，温度很高，岩石部分熔融，能缓慢流动。科学家推断，软流层是岩浆的主要发源地，地球板块的运动与之相关。
软流层和岩石圈示意图
软流层
软流层
岩石圈：上地幔顶部与地壳都由坚硬的岩石组成，合称岩石圈。
知识窗
认识软流层
地球内部的温度随深度的增加而增高。一般至100千米的深度时，温度便接近岩石开始熔融的温度，这时在水分和挥发性组成的参与下，岩石发生选择性的熔融，逐渐形成熔融态的软流层。一般认为这里是岩浆的主要发源地。
地幔热对流
探究1
地壳和岩石圈的范围一样吗？
不一样。
软流层和岩石圈示意图
地壳和上地幔的顶部（软流层以上）合起来称为岩石圈，平均厚度为100-110千米。
地壳只是岩石圈的一个组成部分，厚度比岩石圈小。
2.地球内部圈层—地核
地核：地球核心部分，位于古登堡面以下，厚度约3400km。
特点：根据地震波波速的变化，地核又可分为外核和内核。内核是密度极大的固态金属球，外核呈液态。
地球内部圈层示意图
内核
外核
探究2
我们将煮熟的鸡蛋一切两半，便会呈现蛋壳、蛋白、蛋黄三个圈层。结合所学知识和生活常识，小组讨论，比较煮熟的鸡蛋与地球内部圈层的异同。
在内部圈层的结构和比例上，煮熟的鸡蛋和地球很相似。
不同之处主要有：
形状：鸡蛋整体上呈明显的椭圆，而地球接近正圆；
外壳：鸡蛋壳较均匀，而地壳（陆地和海洋间）厚薄不均匀；
中间层：熟鸡蛋的蛋白层结构比较一致，呈固态，而地幔分为上地幔和下地幔，上地幔的上部存在着软流层；
核心：地球的地核又分为外核和内核，外核呈液态或熔融状态，而熟鸡蛋的蛋黄呈固态。
熟鸡蛋与地球内部圈层的异同
地球的外部圈层
02
地球固体表面以上的各个圈层，称为外部圈层。
外部圈层可以分为大气圈、水圈和生物圈。
1.大气圈
定义：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。
作用：
①笼罩着地球，使地球上温度变化和缓。
②提供生物生存所必需的氧气。
③大气圈中的风、云、雨、雪等天气现象，与人类息息相关。
2.水圈
定义：水圈是地表和近地表的各种形态水体的总称。
水圈的主体是海洋
湖沼
河流
地下水
冰川
有多种存在形式
3.生物圈
广义的生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。
狭义的生物圈是地球表层生物的总和。大部分生物都分布在地球表面。
可以上达天际
飞跃珠峰的斑头雁
可以下至深渊
深海海底的海参
生物圈是地球特有的圈层，也是非常活跃的圈层。
4.圈层相互作用
大气圈
生物圈
岩石圈
水圈
地幔
内核
外核
水圈
岩石
大气圈
地壳
地球的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间，相互联系、相互制约、相互渗透，不断地进行着物质和能量的交换，形成了人类赖以生存的地球表层环境。
探究3
自然景观照片
自然景观涉及大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。右图为一张自然景观照片。
大气圈：空气、云等； 水圈：山顶积雪、河流等；
岩石圈：山、岩石 生物圈：草、树木等。
1.找出照片中主要事物，如山、云、山顶积雪、河流、草、树木等。
2.将找出的事物按照大气圈、水圈、生物圈和岩石圈进行分类。
3.思考各事物之间的联系。
4.在地球的外部圈层中，范围渗透到其他圈层的是哪个？
生物圈
大气圈为生物的呼吸作用提供氧气，为植物的光合作用提供CO2；水圈为生物生存提供水分；岩石圈是土壤形成的物质基础，为生物提供了立足之地。人类活动反过来又会影响其他圈层。四大圈层，相互联系、相互制约、相互渗透，不断地进行物质和能量的交换，形成了人类赖以生存的地理环境。
探究4
“蛟龙”号载人潜水器
2017年2月28日，“蛟龙”号载人潜水器在西北印度洋完成中国大洋38航次首次下潜。这是“蛟龙”号2017年开展的“第一潜”，也是我国首次对西北印度洋开展深潜调查，下潜深度3500米。“蛟龙”号克服重重环境和技术困难进行深海探索，除了海洋资源开发探路，还承担着许多像海洋生命、地质演化等科学研究使命。
“蛟龙”号下潜的位置处于地球的哪个圈层？该圈层是否都分布在海平面以下？
水圈。
否，比如陆地上的河流、湖泊、冰川等，位于海平面以上。
小结：地球的外部圈层
外部圈层示意 圈 层 组 成 特 征 相互
关系
地球外部圈层结构示意 大气圈 气体和悬浮物，主要成分是氮气和氧气 减少流星体撞击和紫外线伤害，保护地球生命
相互联系、
相互制约、
相互渗透
水圈 地表水、地下水、大气水、生物水组成，海洋是其主体 水圈里的水处于循环运动中，连续不规则 生物圈 地球表层生物的总称 存在于其他圈层中，是最活跃的圈层
课堂小结
地球的圈层结构
地球内部圈层
地震波
分界面
莫霍界面
古登堡界面
内部圈层的划分
地壳
地幔
地核
地球外部圈层
大气圈
水圈
生物圈
岩石圈
相互制约、形成人类赖以生存的地理环境
读“某地地震波速度随深度的变化图”，完成：
1.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
2.莫霍界面大约位于该地地下：（ ）
A.5Km处 B.17Km处
C.33Km处 D.2900Km处
课堂练习
读“地球圈层示意图”，回答问题。
（1）地球外部圈层中，厚度最大的是大气圈，
连续而不规则的圈层是__________，其范围渗
透到其他圈层之中的是________________。
（2）大气圈包围着地球，它的主要成分是氮和氧；水圈中的水处于不间断的循环运动之中；生物圈占有大气圈的底部、水圈的全部和____________的上部。这些圈层之间相互渗透、相互影响，形成人类赖以生存和发展的自然环境。
（3）当地震波运动至莫霍界面处时，纵波与横波的波速都会__________ ，莫霍界面以上的部分称之为地壳，请据图分析陆地部分地壳厚度的特点__________________________________________________________ 。
水圈
生物圈
岩石圈
增加
山地、高原地壳厚度厚，平原或谷地地壳薄（海拔越高，地壳厚度越厚）
再见

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