012地球的圈层结构

1、第四节 地球的圈层结构新课导入 前边我们学习了地球的宇宙环境，“谈天”是为了“说地”，整个地球不是一个均质体，而是一个由不同物质、不同状态组成的同心圈层结构，每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。以地心为共同球心，地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。下面我们就来学习第四节地球的圈层结构。板书：第四节  地球的圈层结构 一、地球的内部圈层【教师讲解】地球内部究竟是什么样子？我们无法直接观察。目前的科学技术日新月异，载人宇宙飞船可以在外太空遨游，宇宙探测器甚至能飞出太阳系，可谓上天有路。对于我们脚下6371 km半径的地球，我们也找到了入地的门道。地球内部可划分为三大圈层：地壳、地幔

2、、地核。我们是如何得知地球内部可划分为这三大圈层呢？不妨借鉴一下夏季我们挑选西瓜的方法，为了能够吃到可口的西瓜，我们通常把西瓜托在手上，用另一只手敲打西瓜，靠听这种敲打产生的震动在西瓜内部传播的声音来判断西瓜的生熟、质量的优劣。我们也可以在地球内部制造某种震动，通过分析这种震动在地球内部传播的情况来了解地球的内部结构、组成。我们知道，地震常常给人类带来巨大的灾难，但对于科学工作者来说，地震波却带来了地球内部的信息。那么什么是地震波？板书：1.地震波地球内部圈层划分依据【学生回答】 当地震发生时，地下岩层受到强烈的冲击会产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。即地震波。 【教师讲解】很好。地震波按

3、传播方式可以分为纵波（P波）、横波（S波）。物理学上定义纵波为推进波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性强，这个我们知道即可。我们需要了解的是纵波（P波）和横波（S波）各有什么特性？（提示：地震波特性速度、通过介质）【学生回答】（看书讨论回答）纵波：传播速度快，可以通过固体、液体、气体传播。横波：只能通过固体传播。纵波和横波的传播速度都随着所通过物质的性质而变化。（初中物理有学过：物质密度越大，传播速度越快）分类特点传播速度所经物质状态共同点纵波较快固体、液体、气体都随所通过物质的性质而改变横波较慢固体【教师讲解】正确。当地震发生时，地面上的人首

4、先感觉到的是左右摇晃还是上下振动呢？如果地震发生时你在船上，又会有什么样的感觉呢？为什么？【学生回答】纵波传播速度快，可以通过固、液、气三态物质，而横波传播速度慢，只能通过固态物质。所以地震发生后，陆地上的人们首先感觉到上下颠簸，然后又感觉到地面摇晃。而在海洋中航行的人们只能感觉到上下颠簸。【教师讲解】我们就是利用地震波的这种特性探测地内结构，因为地球内部物质性质不均一，不同深度上性状、组成不同造成地震波传播速度不同。深度（千米）0 3 6 9 12 15100020003000400050006000速度（千米/秒）SP【教师讲解】同学们看图1.25，从地球内部的地震波曲线图上，可以看出纵波

5、、横波传播速度的变化情况。图上地震波在一定深度发生突然变化，这种波速发生突然变化的面叫不连续面。在地球内部存在着哪几个不连续面呢？请找出界面的名称以及它们所处的位置。【学生回答】略【教师讲解】存在着两个不连续面，一个位于大陆部分地下平均33千米处，在这个不连续面下纵波和横波的传播速度都明显增加，我们把这个不连续面叫莫霍界面。另一个位于地下2900千米处，在这里纵波的传播速度突然下降，而横波完全消失，这个面叫古登堡界面。同学们看图探究以下3个问题：【活动与探究】探究课题：地震波的利用 探究内容： （1）在莫霍面和古登堡面地震波波速的突然变化说明了什么问题？ （2）推测地幔和地核的物质状态可能是什

6、么？ （3）我们还可以通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？ 探究办法、过程：观察、分析、推理、讨论 探究结果： （1）这些都说明物质状态（物质组成和密度）可能发生了变化。因为纵波和横波的传播速度都随着所通过物质的性质而变化。 （2）地幔物质是以固态为主，地核的外核是液态，内核为固态。 （3）还可以从火山喷发出来的物质、钻探得到的岩芯，来了解地球内部的信息。 【教师讲解】以莫霍面和古登堡面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。（图1.25右半部分）板书：2、地球的内部圈层结构（板图边讲边绘边讲述）【教师讲解】我们知道地球半径约6370，以莫霍面和古登堡面为界，地球内部划分为地壳、

7、地幔和地核三个圈层，即0-33为地壳，地壳位于莫霍界面以外，是地球表面一层薄薄的、有岩石组成的坚硬外壳。它厚薄不一，大陆部分的平均厚度为33 km，大洋地壳的平均厚度为58 km，整个地壳平均厚度为17 km。地壳最厚的地方在青藏高原。在33-2900为地幔，即介于莫霍界面和古登堡界面之间，厚度为2800多千米。根据地震波波速的变化，把地幔分为上地幔和下地幔两层。在上地幔上部存在一个软流层，一般认为这里可能是岩浆的发源地。软流层属上地幔部分，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，即上地幔的顶部，也是岩石，并构成了一个圈层，它和地壳共同组成了岩石圈。

8、岩石圈是指软流层以上的部分，物质由岩石组成，包括地壳的全部和上地幔的顶部。地核在古登堡界面以下，厚度为3400多千米。根据地震波波速的变化，可以将地核分为外核和内核两层。地壳的温度很高，压力和密度很大。【难点讲析】(1)横波如何通过软流层？误区：软流层给人“液体”印象，但为什么能通过横波？解析：软流层所在深度温度、压力极大，强大的压力下，岩面处于一种潜在融熔态，就像烧红的玻璃，既不是液态，又有可塑性，以岩浆形式喷出时，由于压力减小，这种可塑性岩石转化成液态。(2)内核为何是固体？误区：外核是液体，横波不能通过，内核从课本图中也没有见到横波通过，为何是固体？解析：纵波在地下5 000千米深处，传

9、播速度明显增加，说明可能由液态转为固态；图上未表现出，横波在5 000千米以下由纵波转化而成，比较微弱，进一步证明内核为固态。【教师小结】可以用半熟的鸡蛋来形象直观地记忆地球内部圈层的划分和物质组成。蛋壳为地壳；蛋白为地幔，由于是半熟，所以有些蛋白浆代表软流层中的岩浆；蛋壳与蛋白之间的膜和地壳合起来就是岩石圈；蛋黄为地核。我们了解了地球的内部圈层，我们再来学习地球的外部圈层。板书：二、地球的外部圈层 投影：地球外部圈层示意图【教师讲解】地球外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈，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。大气圈包围着地球，是由气体和悬浮物组成的复杂系统，它的主要成分是氮和氧。它是地球自然环境的重要组成部分。水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。它包括地表水、地下水、大气水、生物水等。水圈的水处于不间断的循环运动之中。生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。它是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果。【教师小结】地球所有的外部圈层是相互渗透、相互影响，甚至相互重叠的，在太阳和人类生活的参与下，整个地球生机盎然；同时，它们起着保护地球的作用，可以减弱太阳和宇宙辐射对地表的影响，减少宇宙中的陨石对地球表面的撞击。外部各圈中的物质运动和循环，是促使地表物质和形态演变的重