1、1 新情境激趣引航19 世纪，法国有个科幻小说家凡尔纳，他写了许多地理科幻小说，其中从地球到月球幻想发射一颗空心炮弹将人载到月球上去旅行；他的另一部小说地心游记则幻想到地球中心去探险，这两部小说代表了人类“上天入地”的梦想。100 多年过去了，现在已有 6 000 多颗人造卫星飞上了天，月球旅行也已实现，甚至有航天器飞出了太阳系。我们生活在地球的表面，地表以下的地球内部是什么样的呢？2新知识预习探索学习目标 1.了解地球内部和外部的圈层结构。2.掌握各圈层的主要特点和划分依据。3.从人地关系的角度阐述地球各圈层和人类活动的关系。新知预习一、地球的内部圈层1科学家通过对地震波传播速度的研究，把地
2、球内部划分为地壳、地幔和地核。三圈层之间的两个界面依次是莫霍面、古登堡面。2地壳是地球表面以下、莫霍面以上的固体外壳，地震波在其中传播的速度比较均匀；组成地壳的元素有 90 多种，其中，氧几乎占 1/2，硅占 1/4 强。3地幔是地球内部介于地壳和地核之间的圈层，下界面在距离地表 2_900 千米深处。地幔上层物质具有固态特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成，由上而下，铁、镁的含量逐渐增加。4地核分为内核和外核，其中呈固态的是内核。组成地核的主要物质，可能是极高温度和高压状态下的铁和镍。5岩石组成了地球的坚硬外壳，即岩石圈，包括地壳和上地幔顶部(软流层以上)。软流层一般认为可能是岩浆的主要发
3、源地。二、地球的外部圈层1地球的外部圈层分为大气圈、水圈和生物圈。2大气圈是包裹地球的气体层，是地球生命生存的基础条件之一。3水圈由液态水、固态水和气态水组成，可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水。4在约 20 亿年以前，地球上就诞生了生命，经过漫长时期的进化和繁衍，形成了广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的生物世界生物圈。问题探索1地震时，地面上的人、不远处池塘中的游鱼分别会有什么感觉？为什么？提示：地震发生时地面上的人先感到上下颠簸，后感到前后左右摇晃。由于横波不能通过液态和气态传播，所以游鱼只能感觉到上下颠簸。地震发生时能量以地震波的形式向外释放，地震波分为纵波和横波。纵波传播速度快，能通过
4、固态、液态和气态物质，到达地面时地面上的动物会感到上下颠簸；横波传播速度慢，只能通过固体传播，到达地面时动物会感到前后左右摇晃。2岩石圈是否就是我们所指的地壳？为什么？提示：不是。地壳是位于地球表面和莫霍面之间的部分，是固体地球最外面的一个圈层，平均厚度约 17 千米。岩石圈是指软流层以上的地幔部分和地壳的总称，平均厚度为 100110 千米。可见岩石圈包括地壳，地壳是岩石圈的一部分。3 新课堂互动探究要点一地球的内部圈层1地球内部圈层的划分依据地震波特点 分类所经物质状态传播速度共同点 纵波(P 波)固体、液体、气体较快横波(S 波)固体较慢波速都随着所通过物质的性质而变化2地球内部圈层的分
5、界面不连续面地球内部地震波波速发生突然变化的面叫做不连续面。地球内部有两个明显的不连续面：莫霍面和古登堡面。界面深度波速变化分界意义 莫霍面 地面下平均 33 千米处(指大陆部分)P 波和S 波的速度都突然增加地壳与地幔的分界面 古登堡面地面下 2 900 千米处 P 波速度突然下降，S 波完全消失地幔与地核的分界面3.地球内部圈层地壳、地幔和地核方法技巧(1)图解地球内部圈层的划分及特点 (2)比较地壳、岩石圈的区别4地壳的物质组成和结构特征根据地壳化学组成的差异和地震波传播速度的不同，将地壳分为上下两层(如下图)，这两层的物质组成和结构有着明显的区别(如下表)。分层名称主要成分密度分布 上
6、层硅铝层由以硅、铝成分较多的花岗岩类组成小不连续分布：在大洋地壳中很薄，甚至缺失 下层硅镁层镁、铁、钙、玄武岩类组成成分增多大连续分布：大陆和大洋地壳中都有分布 方法技巧(1)地壳的结构特点 水平方向上：地壳厚度不均(陆壳厚，洋壳薄)垂直方向上：硅铝层不连续分布(大洋部分缺失)大陆地壳为双层结构，而大洋地壳以单层结构为主 读火山景观图和地球的内部圈层结构图，完成(1)(2)题。(1)从火山口喷发出的炽热岩浆，一般来源于()A圈层 B圈层C圈层D圈层(2)下列关于地球内部圈层特点的叙述，正确的是()A圈层的厚度海洋较陆地大B圈层横波不能通过C圈层最可能为液态D圈层的温度、压力和密度都较小BC【解
7、析】第(1)题，结合右图判断圈层分别是地壳、地幔、外核与内核，岩浆来自上地幔中的软流层。第(2)题，地壳厚度海洋比陆地薄；横波在地幔自地壳向地幔传播时速度加快；外核可能是液态；内核中温度、压力和密度都很大。跟踪练习 1 地震波横波(S)和纵波(P)的传播速度在莫霍面处发生的显著变化是()AS 波、P 波都明显增加BS 波完全消失，P 波突然下降CS 波、P 波都明显下降DP 波完全消失，S 波突然下降【解析】本题的考查重点和命题意图就是要求我们读懂并理解课本上的“地震波传播速度和距离地表深度的关系示意图”。掌握划分地球内部三个圈层的依据：纵波和横波的传播速度及其变化特点。在莫霍面处横波和纵波的
8、传播速度都明显增加。【答案】A要点二地壳的外部圈层外部圈层概念组成其他 大气圈包裹地球的气体层气体和悬浮物，主要成分是氮和氧地球生命生存的基础条件之一 水圈由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层海洋水、地表水、地下水、大气水、生物水等水圈里的水处于不间断的循环运动之中 生物圈广泛分布于地壳、大气圈和水圈中的生物世界生物及其生存环境生物圈与大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响 特别提醒 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，参与着水圈的循
9、环 对岩石圈的影响生物风化作用和生物成矿作用 下列有关地球外部圈层的说法，正确的是()A大气圈是由大气组成的简单系统B水圈是一个连续但不规则的圈层C生物圈包括大气圈的全部、水圈的全部D地球的外部圈层之间关系密切，但和地球的内部圈层没有多大关系【解析】大气圈是由气体和悬浮物组成的复杂系统；水圈是一个连续但不规则的圈层；生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称，它包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部；地球的外部圈层之间相互联系、相互制约，形成生物赖以生存的自然环境，和岩石圈的关系也较密切。【答案】B跟踪练习 2 读下图，回答(1)(2)题。(1)(地球的外部圈层结构)圈层的主体是()A河流 B
10、湖泊C冰川 D海洋(2)(地球外部圈层的特点)四圈层中处于不断循环更新之中的是()A B C D【解析】本题利用地球外部圈层结构简图，考查地球外部圈层的各自特点。由图可知为岩石圈，为水圈，为生物圈，为大气圈。这四大圈层中，水圈通过水循环可以更新再生。【答案】(1)D(2)B4 教材活动点拨教材 P27 活动提示：见下图。5 新思维随堂自测1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，其原理是()AS 波、P 波遇到液态物质波速都明显增加B遇到石油时，S 波完全消失，P 波波速突然下降C遇
11、到石油时，S 波、P 波波速都明显下降D遇到石油时，P 波完全消失，S 波波速突然下降【解析】横波只能通过固态物质，纵波可以通过固、液、气三态物质。因此如果横波消失，则一定遇到了非固态物质，有可能是石油，当然也可能是天然气或地下水，这需要通过钻井取样来进一步确定。【答案】B地震波在不同媒介中传播速度是不同的，科学家们利用这一原理探究地球内部结构。据此回答 23 题。2地震波在地球内部传播时，科学家们发现在距离地面大约 2 900 km 深处横波速度突然降低为 0，纵波速度也突然降低，这说明了()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
12、质组成存在很大的差异【解析】地震波的传播速度随所经过物质的性质而变化，因此地震波波速发生变化的地方，其上下层物质的组成应该存在很大的差异。【答案】D3地质学家常利用地震波来寻找海底油气矿藏，下列四幅地震波示意图中表示海底储有石油的是()A BC D【解析】石油为液体，横波传到含油层时会消失，而纵波可以通过任何状态的物质。【答案】A下图为“地球圈层结构示意图”。读图回答 45 题。4图中数码所代表的地球圈层正确的有()A为地壳 B为岩石圈C为软流层 D为下地幔5下列有关地球圈层特点的叙述，正确的有()A圈层气温随高度增加而递减B圈层的厚度陆地较海洋大C圈层横波不能穿过D圈层的物质状态为固体45.
13、【解析】图中为大气平流层，为地壳，为软流层，为外核，为内核。平流层(层)气温随高度增加而增加；外核(层)的主要成分虽以铁、镍为主，但却是液态，层横波能穿过。【答案】4.C 5.B6关于地球圈层结构的叙述，正确的是()A自然环境是由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈四大圈层交叉而成的B岩石圈是地球内部三个圈层中的一个圈层C生物圈就是指地球表层的生物所组成的圈层D水圈是一个连续而且规则的圈层【答案】A6 新视点名师讲座地幔的物质构成地幔的范围是从莫霍面到古登堡面，它位于地壳与地核之间，是三大圈层中的中间层。地幔因放射性元素的作用，物质成分复杂，其主要成分是硅酸盐物质，还有金属硫化物、氧化物和挥发性物质等
14、。地幔物质成分主要是硅酸盐类，铁、镁是硅酸盐类物质中含量较多的主要化学元素。总的说来，氧(O)、镁(Mg)、硅(Si)、铁(Fe)等都是地幔物质含量较多的主要化学成分。另外，从地壳到地幔、上地幔到下地幔，铁、镁化学元素的含量逐渐增加。软流层物质仍是岩石(主要是橄榄岩、榴辉岩等)为硅酸盐类、氧化物等。由于这层放射性元素大量集中蜕变生热温度高，岩石处于塑性状态，局部地区呈熔融流动状态，犹如倾倒的浆糊。因而，地幔物质是具有弹性、可塑性特点的固体，根据地震波变化情况推测，软流层物质的物理性状与上下层物质都不同，并单独构成一个圈层，在地质构造学中称为软流圈。软流圈层厚度范围并不是从莫霍面算起，约在地下
15、60250km 之间，它属上地幔部分，但位置并不在地幔的顶部。因此，软流圈层与地壳之间(即与莫霍面之间)还有一层物质存在。地壳与软流圈层之间的物质也是岩石，并构成了一个圈层，为了好表述，在图上用代号表示称为“B 层”。B 层与地壳的物质皆是岩石，但两者各自都不能代称岩石圈，只算作岩石圈的一部分。B 层的岩石由于放射性元素增多引起温度、密度等物理性质与地壳、软流圈上下两层的岩石物理性质有差异。根据地震波速度变化情况，将 B 层这个圈层划归地幔大圈层，它与地壳间以莫霍面为界面。因为，B 层岩石具有刚性体，与地壳岩石基本一致，刚性体岩石易产生裂隙，软流层熔融物质(岩浆)容易侵入与喷出。B 层岩石与软
16、流层岩石塑性状态大不一样，从地质力学角度就把 B 层与地壳合称岩圈。又因为，B 层位于软流层之上，是地幔的最外(或最上层)圈层。所以，课本结论是：地壳和上地幔顶部，是由岩石组成的，合称岩石圈。综合上述，侧重分析比较和抓住圈层位置的纵向分布，借助于示意图的辅佐，这样两个难点就容易突破了。学生在教师的讲解和辅导下，能区别开地壳与岩石圈，分清了两者的概念；能区别开地幔的主要物质成分与物质的化学成分，不再混为一谈了；知道软流层物质的物理性质、状态等等。难点解决了，学生就能牢固掌握本节教材的两部分主要内容：地球内部圈层划分的依据(来自对地震波的研究)；地球内部各圈层的概况和特征。并为学习后面几节知识，打下结实的基础。