地球的圈层结构2011

普通高中课程标准实验教科书地理必修•第1册资料一古代中国人认为地下有十八层地狱；有的古代哲学家认为地球内部充满了水，在上古时期爆发造成了大洪水的灾难。资料二近代，人们发现在矿井中越往深处温度越高，根据这种温度增加的速度来计算，地心的温度应高达100000℃，在这样的高温下，任何物质都会变为气态，于是形成了“气态地核说”。地球内部结构到底是怎样的？资料三经现代探测仪器的测算，地壳地球内部的温度增长速度是随着深度的增加而逐渐减缓的，由此，人们推算出地核中心的温度约为5000℃。后来，人们又推算出地球的平均密度为5.5×103千克/米3，而构成地表的岩石的平均密度只有2.7～2.9×103千克/米3。这就意味着地球深处的物质平均密度一定比地面岩石大得多，不可能是水或气体。地球的内部圈层人类无法“钻”到地球内部去探索地球实际的结构特征，但根据地震波在地下不同深度传播速度的变化，人们认识到地球具有圈层结构，并以此为理论基础进行各种科学探索的活动。1.地震波当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。这种弹性波叫做地震波。2.地震波分类地震波分为纵波（P波）和横波（S波）两种。1.发生地震时，陆地上的人是什么感觉？2.在海洋上的感觉和陆地上的一样吗？3.以上两种感觉的对比说明了什么问题？[观察并思考]地震波的传播特点分类特点能够经过的物质状态传播速度共同特点纵波固体、液体、气体较快可以随着通过物质状态的变化而变化横波固体较慢观察地震波曲线图，看纵波和横波有几次速度的突然变化？这说明地球内部圈层物质有了怎样的变化？[要求]根据地震波曲线图，思考地球内部每一圈层的物质组成，并标注在图中。[小组活动]第1次变化第2次变化变化次数深度变化趋势圈层状态名称第1次变化平均33千米速度突然增快进入固态莫霍面第2次变化平均2900千米速度明显减慢，横波消失。进入液态古登堡面3.不连续面地震波速发生突然变化的面叫不连续面。地震波在地球不同圈层中的变化比较莫霍面和古登堡面将地球内部划分为三个圈层——地壳、地幔和地核。请学生自己搜集相关资料，继续探索地球内部结构的知识。[小结]地核地幔洋壳(7千米)平均厚度为17千米2900千米33千米地壳：位于莫霍面以上，平均厚度为17千米；地壳陆壳(35千米)地核地幔1000千米上地幔下地幔33千米地幔：位于莫霍面与古登堡面之间，厚度约为2800千米；分为上地幔和下地幔。厚2800千米地幔地幔2900千米地壳地核厚3400千米地核:位于古登堡面以下直至地心，厚度约3400千米。分为内核和外核。地核地核地幔2900千米软流层地幔5100千米圈层名称不连续面深度(千米)特征地壳地幔地核外核内核上地幔下地幔332900上地幔上部存在一个软流层，这里可能为岩浆的主要源地温度很高，压力和密度很大。主要成分为铁和镍地球内部圈层概况莫霍界面古登堡界面大洋地壳大陆地壳由坚硬的岩石组成，大洋部分薄，大陆部分厚，平均厚度为17千米岩石圈和地壳的区别岩石圈不同于地壳，岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上)，二者的关系如下：思维拓展地球的内部圈层构造是从地球诞生起就存在的吗？内部圈层构造是如何形成的？你猜对了吗？地球在46亿年以前起始于原始太阳星云。它同其他行星一样，经历了吸引、碰撞这样一些共同的物理演化过程。地球刚形成时，温度较低没有分层结构，只是由于陨石物质的轰击，放射性衰变致热和原始地球的重力收缩，才使地球温度逐渐增加。随着温度的升高，地球内部物质也就具有越来越大的可塑性，具有局部熔融现象。这时，在重力作用下物质分异开始，地球外部较重的物质逐渐下沉，地球内部较轻的物质逐渐上升，一些重的元素（如液态铁）沉到地球中心，形成一个密度较大的地核（地震波的观测表明，地球外核是液态的）。物质的对流伴随着大规模的化学分离，最后地球就逐渐形成现今的地壳、地幔和地核等层次。地核地幔地壳地球的圈层结构地幔地球的内部圈层岩石圈——内部圈层的特殊圈层岩石圈与大气圈、水圈、生物圈共同构成与人类具有最紧密关系的外部圈层。【例1】当地时间2011年2月22日12点51分新西兰第二大城市克莱斯特彻奇发生里氏6.2级地震，震源距地面4km，造成200多人遇难。据此完成下列各题。(1)地震发生时，陆地上的人和在附近海面上的船员都感觉到)A．先上下颠簸，后左右摇晃B．先左右摇晃，后上下颠簸C．左右摇晃D．上下颠簸(2)此次地震的震源位于()A．地壳B．地幔C．外核D．内核DA此次地震震源距地表4km[解析]第(1)题，主要考查地震波的特点和地球内部的圈层结构。地震波有纵波和横波，纵波能在固体、液体和气体中传播，而横波只能在固体中传播，所以地震发生时，陆地上的人和船员都能感觉到上下颠簸，船员无法感觉到左右摇晃。第(2)题，据此次地震震源距地表4km可知，地震发生在地壳中。[答案](1)(2)大气圈生物圈水圈水圈地壳地壳地幔地球的外部圈层地球的圈层结构地球是由不同物质和不同状态的圈层所组成的球体。因为以地心为共同球心，所以也叫同心圈层。地球的圈层结构地球的外部圈层大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相互交错、相互影响，构成地球上最具活力的外部圈层。地球的圈层结构地球的外部圈层大气圈1.低层大气的物质组成问题：低层大气中各种成分的作用是什么？氮氧其他气体（氩、二氧化碳、臭氧等）干洁空气的组成对流层平流层中间层热层外层电离层大气的垂直分层（中纬度地区）气温随高度递减；空气对流运动剧烈；天气现象复杂多变。气温随高度递增；大气水平运动为主；大气平稳，天晴气朗。气温随高度递减；上冷下热，空气对流剧烈，也称高空对流层。气温随高度上升很快，空气稀薄，以氧原子为主，吸收超短波辐射而增温。热层顶以上的大气统称外层，是地球大气向星际空间过度的层次。该空间的大气处于电离状态，所以叫电离层。它能够反射无线电波，利于通信。地球的圈层结构地球的外部圈层大气圈2.大气的垂直分层：对流层：大气底层，厚度随季节和纬度变化；气温随高度递减；各层中最薄，但集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽和杂质；空气对流强烈，天气复杂多样。地球的圈层结构地球的外部圈层大气圈2.大气的垂直分层：平流层：大气中臭氧的主要分布区。因其大量吸收太阳紫外辐射，所以气温随高度递增。空气做平流运动，大气平稳，天气晴朗，有利于航天飞行。地球的圈层结构地球的外部圈层大气圈2.大气的垂直分层：高层大气：从平流层顶到3000千米的高空范围。密度小，与星际空间接近。该层中有大量离子和自由电子，构成电离层。电离层能够反射无线电波。电离层二、地球的外部圈层构造1．大气圈——大气垂直分层垂直分层对流层平流层高层大气划分依据大气在垂直方向上的物理性质和运动状况高度分布(千米)因纬度而异，因季节变化(低纬：17～18千米，中纬：10～12千米，高纬：8～9千米，夏季冬季)对流层顶至50～55千米平流层顶至大气上界垂直分层对流层平流层高层大气气温垂直变化特点随高度增加而递减，高度每上升100米，气温平均下降0.6℃随高度增加明显上升气压很低，空气极其稀薄，70～500千米处有若干电离层原因地面是对流层大气主要的直接热源臭氧大量吸收紫外线(臭氧层：22～27千米)空气运动特点对流运动显著水平运动为主原因上冷下热，利于对流上热下冷，大气稳定天状状况特点天气现象复杂多变大气平稳，天气晴朗，能见度好原因近地面水汽、杂质通过对流运动向上空输送，气温降低，易成云致雨水汽、杂质极少，云雨绝迹垂直分层对流层平流层高层大气与人类活动的关系天气多变，影响人类生产和生活利于高空飞行，臭氧层保护地球生物利于航天器运行，但宇宙射线强烈，电离层反射无线电短波地球的圈层结构地球的外部圈层水圈水圈的主体是地球上的海洋，其面积约占全球面积的71%。问题1：海洋、河流和湖泊约占地球表面积的。问题2：一个体重50千克的学生，体内含水千克。3/433海洋水陆地水大气水地表水地下水河流水湖泊水生物水地球上的水冰川水人类实际能够利用的淡水资源仅占地球淡水储量的0.3%，约为地球总储水量的十万分之七。地球的圈层结构地球的外部圈层生物圈生物圈是地球生物与其环境共同组成的特殊圈层。生命活动渗透到大气圈、水圈和岩石圈中，成为地球上最具活力的圈层。2．水圈和生物圈圈层概念组成其它水圈由各种水体组成的外部圈层按状态分为液态水、固态水和气态水，按位置分为海洋水、陆地水和生物水连续但不规则生物圈地球生物及其生存环境的总称生物、环境分布于地壳、大气圈和水圈中；最活跃的圈层C5.读地球四个圈层构成的示意图，分析A、B、C分别代表什么圈层？大气圈AB随堂练习4.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的系统B.水圈是一个连续不规则的圈层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关系B地震波的传播速度与地球的内部圈层的划分（1）地震波：E________，F________。（2）不连续界面：A________，B________。（3）圈层；D________，C________。（4）地震波在经过B界面时传播速度有什么变化?6.读图回答下列问题。横波纵波莫霍面古登堡面地壳外核纵波的传播速度突然下降，横波完全消失案例研究：美国“生物圈2号”实验的失败说明了什么问题？