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2019人教新版
地球的圈層結構
第一章 宇宙中的地球
在凡爾納的科幻小說《地心游記》中，主人公可以在地下旅行，甚至穿過地心。但就當前人類實際的科技水平來說，人類還無法實現“地心漫游。”
如果你是地心探索者，會想到用什么方法探索地球？
地球的內部圈層
01
科拉超深鉆孔，是前蘇聯于1970年在科拉半島鄰近挪威國界的地區所進行的一項科學鉆探，其中最深的一個鉆孔達12,262米。它曾是世界上最深的鉆孔，這個記錄在2008年和2011年被在卡塔爾的阿肖辛油井(12,289米)和俄羅斯在庫頁島的Odoptu OP-11油井(12,345米)兩次打破，現時排名世界第三。
所鉆深度12Km，只占地球半徑的1/526。
人類試圖用鉆井的方法來了解地球內部，但是人類鉆井最深處才12,345米，相比地球的平均半徑6371km來說，差距太遠，還遠不能了解我們地球的內部。
思考：還有什么方法來研究地球內部呢？依據是什么？
1.地震波
1.地震波
方法：科學家可以根據地震波傳播速度的變化來劃分地球內部圈層。
依據：縱波和橫波的傳播速度都隨所通過物質的性質的變化而變化。
地震構造示意圖
1.地震波
速度較慢
固體傳播
速度較快
固、液、氣傳播
1.地震波
當地震發生時，地下物質受到強烈的沖擊會發生彈性震動，并以波的形式向四周傳播，這種彈性波就叫地震波 。
分類 定義 特點 地面感覺
傳播速度 能通過的介質 共同點 縱波 （P波）
橫波 （S波）
閱讀教材內容，完成表格
質點振動方向與波的傳播方向一致的波
質點振動方向與波的傳播方向垂直的波
傳播速度都隨所通過物質的性質的變化而變化
上下顛簸，
破壞性小
水平晃動，威力大，是造成地面建筑物破壞的主要因素
較快
較慢
固體
液體
氣體
固體
思考
01 當地震發生時，人們首先感覺到上下晃動還是左右晃動？為什么？
先上下晃動再左右晃動；因為縱波的速度大于橫波。
02 地震在海洋中發生時，坐在船上的漁民是感覺到上下晃動還是左右晃動？為什么？
只有上下晃動；因為縱波在固體、液體和氣態中傳播，而橫波只在固體中傳播。
2.地球內部圈層
借助于地震波，科學家們畫出了地震波在地球內部傳播速度的變化曲線圖。
地震波在地球內部傳播速度的變化
觀察橫縱坐標，說明橫波和縱波在圖示虛線處發生了什么樣的變化？
縱波傳播速度在此處急劇降低
由13.3千米/秒突然降為8.1千米/秒
縱波傳播速度在此處突然增加
橫波傳播速度在此處突然增加
橫波傳播速度由7.3千米/秒突然消失
2.地球內部圈層
借助于地震波，科學家們畫出了地震波在地球內部傳播速度的變化曲線圖。
地震波傳播速度的突然變化說明了什么？
說明界面上下的物質性質發生了變化，科學家將這兩個界面確定為莫霍界面和古登堡界面，由此可將地球內部劃分出若干個圈層。
2900千米
17千米
地殼
地幔：上地幔、下地幔
地核：外核、內核
2.地球內部圈層
地殼：固態，平均厚度17千米
地幔：熔融狀態
外核：液態
內核：固態
地球內部圈層示意圖
2.地球內部圈層—地殼
定義：地球表面一層由固體巖石組成的堅硬外殼，位于莫霍界面以外。
厚度：地殼厚薄不一，海洋地殼薄，一般為5-10千米；大陸地殼厚，平均厚度為39-41千米，有高大山脈的地方地殼會更厚，最厚達70千米。
大洋地殼，薄，平均厚度5-10千米
大陸地殼，厚，平均厚度39-41km
最厚的地方達70千米
地球內部地震波傳播速度與圈層結構示意
知識窗
地殼最厚的地方是位于南美洲厄瓜多爾的是一座圓椎形的死火山，海拔6310米，由于離赤道近，頂峰距地心的厚度為6384.10千米，而珠穆朗瑪峰與地心的距離僅為6381.95千米，比軟博拉索山少2.05千米。
地殼最厚的地方
世界上地殼最薄的地方在哪里呢？可能也有人會說是馬里亞納海溝深度達到11034米，是世界上最深的海溝。然而科學家通過對地球的引力波動的測量發現，距離南美洲圭亞那1600千米、大西洋南部靠近南極洲的地方，有一條南北走向的裂谷，其底部的地殼厚度僅為1.5千米，那才是地殼最薄的地方，也被認為是離地心最近的地方。
地殼最薄的地方
2.地球內部圈層—地幔
地球內部圈層結構
地球內部地震波傳播速度與圈層結構示意
地幔：地幔從莫霍界面直至2 900米深處的古登堡界面，占地球總體積的80%。
根據地震波波速的變化，地幔分為上地幔和下地幔。
2.地球內部圈層—地幔
結合教材思考：
(1)什么是軟流層？
(2)什么是巖石圈？
軟流層：上地幔的上部存在一個軟流層，溫度很高，巖石部分熔融，能緩慢流動?？茖W家推斷，軟流層是巖漿的主要發源地，地球板塊的運動與之相關。
軟流層和巖石圈示意圖
軟流層
軟流層
巖石圈：上地幔頂部與地殼都由堅硬的巖石組成，合稱巖石圈。
知識窗
認識軟流層
地球內部的溫度隨深度的增加而增高。一般至100千米的深度時，溫度便接近巖石開始熔融的溫度，這時在水分和揮發性組成的參與下，巖石發生選擇性的熔融，逐漸形成熔融態的軟流層。一般認為這里是巖漿的主要發源地。
地幔熱對流
探究1
地殼和巖石圈的范圍一樣嗎？
不一樣。
軟流層和巖石圈示意圖
地殼和上地幔的頂部（軟流層以上）合起來稱為巖石圈，平均厚度為100-110千米。
地殼只是巖石圈的一個組成部分，厚度比巖石圈小。
2.地球內部圈層—地核
地核：地球核心部分，位于古登堡面以下，厚度約3400km。
特點：根據地震波波速的變化，地核又可分為外核和內核。內核是密度極大的固態金屬球，外核呈液態。
地球內部圈層示意圖
內核
外核
探究2
我們將煮熟的雞蛋一切兩半，便會呈現蛋殼、蛋白、蛋黃三個圈層。結合所學知識和生活常識，小組討論，比較煮熟的雞蛋與地球內部圈層的異同。
在內部圈層的結構和比例上，煮熟的雞蛋和地球很相似。
不同之處主要有：
形狀：雞蛋整體上呈明顯的橢圓，而地球接近正圓；
外殼：雞蛋殼較均勻，而地殼（陸地和海洋間）厚薄不均勻；
中間層：熟雞蛋的蛋白層結構比較一致，呈固態，而地幔分為上地幔和下地幔，上地幔的上部存在著軟流層；
核心：地球的地核又分為外核和內核，外核呈液態或熔融狀態，而熟雞蛋的蛋黃呈固態。
熟雞蛋與地球內部圈層的異同
地球的外部圈層
02
地球固體表面以上的各個圈層，稱為外部圈層。
外部圈層可以分為大氣圈、水圈和生物圈。
1.大氣圈
定義：由氣體和懸浮物質組成的復雜系統，主要成分是氮氣和氧氣。
作用：
①籠罩著地球，使地球上溫度變化和緩。
②提供生物生存所必需的氧氣。
③大氣圈中的風、云、雨、雪等天氣現象，與人類息息相關。
2.水圈
定義：水圈是地表和近地表的各種形態水體的總稱。
水圈的主體是海洋
湖沼
河流
地下水
冰川
有多種存在形式
3.生物圈
廣義的生物圈是地球表層生物及其生存環境的總稱。
狹義的生物圈是地球表層生物的總和。大部分生物都分布在地球表面。
可以上達天際
飛躍珠峰的斑頭雁
可以下至深淵
深海海底的海參
生物圈是地球特有的圈層，也是非?；钴S的圈層。
4.圈層相互作用
大氣圈
生物圈
巖石圈
水圈
地幔
內核
外核
水圈
巖石
大氣圈
地殼
地球的大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈之間，相互聯系、相互制約、相互滲透，不斷地進行著物質和能量的交換，形成了人類賴以生存的地球表層環境。
探究3
自然景觀照片
自然景觀涉及大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈。右圖為一張自然景觀照片。
大氣圈：空氣、云等； 水圈：山頂積雪、河流等；
巖石圈：山、巖石 生物圈：草、樹木等。
1.找出照片中主要事物，如山、云、山頂積雪、河流、草、樹木等。
2.將找出的事物按照大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈進行分類。
3.思考各事物之間的聯系。
4.在地球的外部圈層中，范圍滲透到其他圈層的是哪個？
生物圈
大氣圈為生物的呼吸作用提供氧氣，為植物的光合作用提供CO2；水圈為生物生存提供水分；巖石圈是土壤形成的物質基礎，為生物提供了立足之地。人類活動反過來又會影響其他圈層。四大圈層，相互聯系、相互制約、相互滲透，不斷地進行物質和能量的交換，形成了人類賴以生存的地理環境。
探究4
“蛟龍”號載人潛水器
2017年2月28日，“蛟龍”號載人潛水器在西北印度洋完成中國大洋38航次首次下潛。這是“蛟龍”號2017年開展的“第一潛”，也是我國首次對西北印度洋開展深潛調查，下潛深度3500米?！膀札垺碧柨朔刂丨h境和技術困難進行深海探索，除了海洋資源開發探路，還承擔著許多像海洋生命、地質演化等科學研究使命。
“蛟龍”號下潛的位置處于地球的哪個圈層？該圈層是否都分布在海平面以下？
水圈。
否，比如陸地上的河流、湖泊、冰川等，位于海平面以上。
小結：地球的外部圈層
外部圈層示意 圈 層 組 成 特 征 相互
關系
地球外部圈層結構示意 大氣圈 氣體和懸浮物，主要成分是氮氣和氧氣 減少流星體撞擊和紫外線傷害，保護地球生命
相互聯系、
相互制約、
相互滲透
水圈 地表水、地下水、大氣水、生物水組成，海洋是其主體 水圈里的水處于循環運動中，連續不規則 生物圈 地球表層生物的總稱 存在于其他圈層中，是最活躍的圈層
課堂小結
地球的圈層結構
地球內部圈層
地震波
分界面
莫霍界面
古登堡界面
內部圈層的劃分
地殼
地幔
地核
地球外部圈層
大氣圈
水圈
生物圈
巖石圈
相互制約、形成人類賴以生存的地理環境
讀“某地地震波速度隨深度的變化圖”，完成：
1.圖中曲線表示的地震波是：（ ）
A.縱波 B.橫波
C.縱波和橫波 D.無法判斷
2.莫霍界面大約位于該地地下：（ ）
A.5Km處 B.17Km處
C.33Km處 D.2900Km處
課堂練習
讀“地球圈層示意圖”，回答問題。
（1）地球外部圈層中，厚度最大的是大氣圈，
連續而不規則的圈層是__________，其范圍滲
透到其他圈層之中的是________________。
（2）大氣圈包圍著地球，它的主要成分是氮和氧；水圈中的水處于不間斷的循環運動之中；生物圈占有大氣圈的底部、水圈的全部和____________的上部。這些圈層之間相互滲透、相互影響，形成人類賴以生存和發展的自然環境。
（3）當地震波運動至莫霍界面處時，縱波與橫波的波速都會__________ ，莫霍界面以上的部分稱之為地殼，請據圖分析陸地部分地殼厚度的特點__________________________________________________________ 。
水圈
生物圈
巖石圈
增加
山地、高原地殼厚度厚，平原或谷地地殼薄（海拔越高，地殼厚度越厚）
再見

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