第二章三地球的圈层结构

1、地球的圈层结构地球的圈层结构 我们可以通过哪些途径去了解地球内部的情况？ 上天、入地、下海三大壮举。载人宇宙飞船可以在太空遨游，下海有潜艇，可谓上天有路，下海有法，但对于我们脚下的地球却是入地无门。那么地球内部到底什么样子呢？是否像传说中那样有十八层呢？目前人类研究地球内部圈层结构的主要靠什么手段研究？哇，好大的西瓜啊！但不知道熟没熟，怎么办呢？ 目前，地质科学家已经在目前，地质科学家已经在13个国家打了近个国家打了近100口深浅不一的科学钻探井，口深浅不一的科学钻探井，其中其中4000米至米至5000米以上的深井有米以上的深井有20个。个。12262米的科探井世界纪录是由米的科探井世界纪录是

2、由前苏联在科拉半岛上的前苏联在科拉半岛上的SG3井保持的；德国曾经打了一口井保持的；德国曾经打了一口9100米的科探井。米的科探井。在我国江苏省东海县毛北开钻的在我国江苏省东海县毛北开钻的5118米科探井工程将是亚洲第一、世界第米科探井工程将是亚洲第一、世界第三深井。三深井。照片为前苏联最深的超深井。该井位于科拉半岛，钻探深度达照片为前苏联最深的超深井。该井位于科拉半岛，钻探深度达到了到了12,26212,262米。米。 钻超深洞的钻头钻超深洞的钻头“通往地心之路通往地心之路”尼拉贡戈火山尼拉贡戈火山http:/ 当地震发生时，陆地上的当地震发生时，陆地上的人们有什么感觉？人们有什么感觉？先上

3、下颠簸，后左右摇晃先上下颠簸，后左右摇晃震源震源震中震中地震波地震波思考下列问题，并填写表格：什么思考下列问题，并填写表格：什么是地震波？有哪些类型？各有什么是地震波？有哪些类型？各有什么不同？对地球内部结构的研究有何不同？对地球内部结构的研究有何帮助？帮助？类型类型速速度度可通过的可通过的介质的性介质的性质质速度与介速度与介质性质的质性质的关系关系对地球内对地球内部研究的部研究的作用作用传播传播与振与振动方动方向向纵波（P波）Primary waves 1、划分依据地震波横波（S波）Secondary waves 纵波（P波）Primary waves 1、划分依据地震波横波（S波）Seco

4、ndary waves 分分 类类特特 点点 传播速度传播速度传播介质状态传播介质状态纵波横波较 快较 慢固体、液体 固 体共同点：传播速度都随所通过物质的性质而改变。思考下列问题，并填写表格：什么思考下列问题，并填写表格：什么是地震波？有哪些类型？各有什么是地震波？有哪些类型？各有什么不同？对地球内部结构的研究有何不同？对地球内部结构的研究有何帮助？帮助？类型类型速速度度可通过的可通过的介质的性介质的性质质速度与介速度与介质性质的质性质的关系关系对地球内对地球内部研究的部研究的作用作用传播传播与振与振动方动方向向纵波纵波（P波）波）横波横波（S波）波）较较快快较较慢慢相相同同垂垂直直固、液、

5、固、液、气态皆可气态皆可只有固态只有固态速度都随速度都随所通过的所通过的物质性质物质性质而变化而变化可通过其可通过其速度变化速度变化推测地球推测地球内部物质内部物质的性质的性质地震波的传播速度（1）假设地球是均质的，地震波速还会变化吗？为什么？（2）地震波速的变化特点反映了什么？（3）地震波速的最大变化在哪个深度？如何变化？反映了什么？速度（千米/秒）借助于地震波的研究来研究地球的内部圈层结构。借助于地震波的研究来研究地球的内部圈层结构。 290003691215速度速度/km.s-133100020003000400050006000深度深度/km9005150-外核外核地面地面33千米千米

6、莫霍界面莫霍界面2900千米千米地心地心古登堡界面古登堡界面上地幔上地幔下地幔下地幔内核内核S P固体固体S、P增加增加 S(消失消失) P(突然减小突然减小)地地幔幔地地壳壳地地核核S(S(消失消失) )P(P(突然减小突然减小) )地球内部压力大地球内部压力大固固体体内核：内核：P P波速增波速增加加液液体体S P固体固体9005150332900地震波波速与地球内部构造图地震波波速与地球内部构造图A A地幔地幔地核地核B B莫霍界面莫霍界面古登堡界面古登堡界面 横波横波纵波纵波地壳地壳15 深深 度度 千千 米米40004000300030002000200050005000600060

7、0010001000速度（千米速度（千米/ /秒）秒）912630FE岩石圈岩石圈2900千米千米33千米（大陆部分）千米（大陆部分）处，莫霍界面处，莫霍界面2900千米处，古千米处，古登堡界面登堡界面在莫霍界面和古登堡界面附近，地震波的波在莫霍界面和古登堡界面附近，地震波的波速发生突然变化，这说明了什么问题？速发生突然变化，这说明了什么问题？速度速度增大增大纵波变慢纵波变慢横波消失横波消失 说明莫霍界面和古登堡界面上下的物质性质发生了说明莫霍界面和古登堡界面上下的物质性质发生了变化，由此可将地球内部划分出若干个圈层变化，由此可将地球内部划分出若干个圈层莫霍界面古登堡界面地核不连续面地下深度波

8、速变化33千米处（大陆 部分 ）莫霍界面该面下，P、S波速都明显增加古登堡界面2900千米处在这里，P波速忽然下降，S波完全消失推测地幔和地核的物质状态。推测地幔和地核的物质状态。 横波在地幔中可以传播，则可肯定地幔物质为固态，横波在地幔中可以传播，则可肯定地幔物质为固态，而在地核中不能传播，则其物质可能为液态。而在地核中不能传播，则其物质可能为液态。圈层名称圈层名称不连续面不连续面深度深度（km)km)特征特征莫霍界面莫霍界面古登堡界面古登堡界面290033地地 壳壳地地 幔幔地地 核核上地幔上地幔下地幔下地幔外外 核核内内 核核1 1、固态、固态2 2、上部存在一个软流、上部存在一个软流层

9、（可能是岩浆的发层（可能是岩浆的发源地）源地）固态、固态、温度、压力和密温度、压力和密度很大度很大1 1、由岩石组成的固体、由岩石组成的固体外壳外壳2 2、厚度不均，大洋部、厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚分薄，大陆部分厚液态横波不能通过液态横波不能通过1 1、可能是固态、可能是固态2 2、温度、压力和密度、温度、压力和密度均增大均增大地壳地幔外地核（液）内地核（固）地核地核地壳地壳上地幔上地幔下地幔下地幔外核外核内核内核地幔地幔 除了可以依靠地震波，想一想还能通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？ 火山喷发的物质温泉、热泉遥感技术其他改进钻探技术地幔莫霍面古登堡面软流层上地幔下地幔岩石圈地幔

10、 岩石圈地壳和上地幔顶部（软流层以上），由坚硬的岩石组成的圈层部分。试比较岩石圈和地壳的范围说出软流层的位置软流层:上地幔上部，可能是岩浆的主要发源地之一地幔物质组成地壳莫霍界面古登堡界面地 核地 核地核: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。外核内核地核:组成物质可能是高温高压状态下的铁和镍外核:呈液体或熔融状态,它们相对地壳流动,可能是地球磁场产生的主要原因. 内核:呈固态 岩石圈岩石圈地壳地壳地球的内部圈层结构地球的内部圈层结构1.地壳的厚度与什么有关？2.岩石圈由哪些部分组成？3.岩石圈是不是整体的一块？是否会发生运动？4.软流层是不是液态的？板块构造学说板

11、块构造学说地球的岩石圈被海沟、海岭、造山带等分割成若干板块，地球的岩石圈被海沟、海岭、造山带等分割成若干板块，板块在软流层上运动，形成了地球的基本面貌板块在软流层上运动，形成了地球的基本面貌大陆漂移的证据：大陆漂移的证据：南美洲的东海岸和非洲的西海岸相吻合南美洲的东海岸和非洲的西海岸相吻合 ，大西洋两岸的，大西洋两岸的古生物化石、地层构造惊人地相似古生物化石、地层构造惊人地相似魏格纳和他的大陆漂移学说魏格纳和他的大陆漂移学说MMMMM为南亚次大陆为南亚次大陆岩石圈是地球最外层平均厚度约岩石圈是地球最外层平均厚度约100千米的带有弹性的千米的带有弹性的坚硬岩石。由地壳和上地幔顶部组成。坚硬岩石。

12、由地壳和上地幔顶部组成。 软流层位于岩石圈之下，上地幔上部，它正好是岩石软流层位于岩石圈之下，上地幔上部，它正好是岩石圈的下界。圈的下界。练习题练习题1.地震发生时，坐在地震发生时，坐在(震中上震中上)湖中小船里的人（湖中小船里的人（ ） A.先感到上下颠簸，后感到左右、前后摇晃先感到上下颠簸，后感到左右、前后摇晃 B.只感到上下颠簸只感到上下颠簸 C.先感到左右、前后摇晃，后感到上下颠簸先感到左右、前后摇晃，后感到上下颠簸 D.只感到左右、前后摇晃只感到左右、前后摇晃2.在莫霍界面以下（在莫霍界面以下（ ） A.纵波和横波传播速度都增加纵波和横波传播速度都增加 B.纵波传播速度下降，横波传播

13、速度增加纵波传播速度下降，横波传播速度增加 C.纵波和横波传播速度都下降纵波和横波传播速度都下降 D.纵波传播速度增加，横波传播速度下纵波传播速度增加，横波传播速度下 BA二、地球的外部圈层大 气 圈水 圈大 气 圈岩 石 圈生 物 圈大气圈水 圈生物圈地球外部圈层与地理环境岩石圈 自然 地理 环境1.内部圈层与外部圈层的划分界限有什么差异？ 想一想2.人类生活的空间与哪些圈层直接相关？ 3.就你的认识，人类的生产、生活与这些圈层（尤其是四大圈层）是什么关系？ 内部圈层的界限相对明显，外部圈层相互渗透、相互影响更为密切，并无明显的界限。 四大圈层岩石圈、大气圈、水圈、生物圈 相互联系、相互制约

14、 2.根据地球三大外部圈层及岩石圈的根据地球三大外部圈层及岩石圈的特点及相互关系，将这四大圈层的名特点及相互关系，将这四大圈层的名称填入空格中。称填入空格中。大气圈大气圈水圈水圈岩石圈岩石圈生物圈生物圈1.阅读课文填写下列表格阅读课文填写下列表格圈层名称概念组成作用或特点大气圈水圈生物圈由气体和悬浮物组由气体和悬浮物组成的包围地球的复成的包围地球的复杂系统杂系统气体和悬浮物，气体和悬浮物，主要成分是氮和主要成分是氮和氧氧是地球自然环境是地球自然环境的重要组成部分的重要组成部分地球表层水体构成地球表层水体构成的的连续连续但但不规则不规则的的圈层圈层地表水、地下水、地表水、地下水、大气水、生物水等

15、大气水、生物水等水圈的水处于不间水圈的水处于不间断的循环运动之中断的循环运动之中地球表层生物及其生地球表层生物及其生存环境的总称存环境的总称生物及其生存环生物及其生存环境境大气圈、水圈和岩大气圈、水圈和岩石圈互相渗透、互石圈互相渗透、互相影响的结果相影响的结果20003000千米千米范范围围20003000千米千米干洁空气干洁空气水汽水汽杂杂质质氮氮 78%氧氧 21%其它气体其它气体低层大气是由哪些组成的？分别有什低层大气是由哪些组成的？分别有什么作用？么作用？1.大气圈大气圈低层大气的组成组成干洁空气主要成分微量成分氧氮CO2O3水汽杂质作用（对生命活动和自然环境）维持生命活动必需的物质生

16、物体的基本成分光合作用基本原料，对地面保温吸收紫外线，保护地球上的生物成云致雨的物质基础水汽凝结核,成云致雨的必要条件干洁空气氧气 人类和一切生物维持生命活动所必需的物质。氮气地球上生物体的基本成分。二氧化碳 绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用。臭氧 能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。被誉为“地球生命的保护伞”。水汽和杂质成云致雨的必要条件。大气组成大气组成大气的垂直分层电离层大气垂直分层及其特点名名称称主要主要成分成分范围范围（千米）（千米）主要特点主要特点气温气温运动运动天气天气与人类关系与人类关系对对流流层层平平流流层层高层高层大气大气的大气质量

17、及几乎全部的水汽和杂质0-12随季节和纬度变化12-5050-3000高度气温高度气温高度气温先后对流运动显著以平流运动为主天气复杂多变臭氧层“地球保护伞”利于飞行存在电离层能反射无线电波晴朗100m0.6最密切，生活在其底部氮、氧有臭氧层氮、氧密度小2.2.特点特点 连续（各种水体处于不停的运动和转化之）；连续（各种水体处于不停的运动和转化之）；不规则（水圈没有固定和规则的形状）；不规则（水圈没有固定和规则的形状）；循环运动。循环运动。3.3.组成组成 水圈包括地表水、地下水、水圈包括地表水、地下水、大气水、大气水、生物水等。生物水等。2.2.水圈水圈. .概念概念 水圈是指由地球表层水体构

18、成的连水圈是指由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层续但不规则的圈层。水圈的作用地理环境的基本要素：水分和能量的不同组合使地球表面形成了不同自然带和自然景观类型；生命活动的基本条件：水溶解岩石和土壤中的营养物质，为满足生物需要创造了前提。地理环境发展演化的动力：水分循环不仅调节气候，净化大气，而且几乎伴随着一切自然地理过程，促进了地理环境的发展和演化。大气水大气水陆地水陆地水生物水生物水地球上水的存在形式地球上水的存在形式海洋水海洋水陆地水体类型陆地水体类型空间分布空间分布地表水地表水地下水地下水江河水江河水湖沼水湖沼水冰川冰川潜水潜水承压水承压水循环周期循环周期动态水动态水静态水静态水冰川冰

19、川内陆湖泊内陆湖泊深层地下水深层地下水大气降水形成的地表水（河、湖、大气降水形成的地表水（河、湖、沼）沼）浅层地下水浅层地下水 生物圈是地球生物与其环境共同组成的特殊圈层。生物圈生物圈存在于大气圈下层、水圈和岩石圈中，是自然地理环境中最活跃的圈层。 植物的生长环境需要有 圈提供其生长的土壤条件；需要 圈提供水分条件；需要 圈通过光合作用进行物质积累和通过呼吸作用放出二氧化碳，吸收大气中的氧气；水分条件又制约着植物的生长、动物的生存；影响着岩石的侵蚀和土壤的发育。岩石水大气3.3.生物圈生物圈生物圈占有大气圈的底部，水圈的全部生物圈占有大气圈的底部，水圈的全部和岩石圈的上部。和岩石圈的上部。生物

20、圈是大气圈、水圈和岩石圈相互渗生物圈是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果。透、相互影响的结果。生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。旱旱生生植植物物水水生生植植物物生生物物圈圈 大气圈、水圈和生物圈等外部圈层以大气圈、水圈和生物圈等外部圈层以及岩石圈之间相互渗透、相互影响，及岩石圈之间相互渗透、相互影响， 形形成了人类赖以生存和发展的自然地理环境。成了人类赖以生存和发展的自然地理环境。而四大圈层的结合层是土壤圈层。土壤圈而四大圈层的结合层是土壤圈层。土壤圈层是联系有机界与无机界的核心。层是联系有机界与无机界的核心。岩石圈岩石圈土壤是指陆地表面

21、具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层土壤是指陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层岩石圈岩石圈生物圈生物圈水圈与大气圈水圈与大气圈紫色土紫色土矿物质中含磷、钾养分；黑土矿物质中含磷、钾养分；黑土有机质含有机质含量高；沼泽土量高；沼泽土水分太多，空气太少；沙漠土水分太多，空气太少；沙漠土有有机质少，水分少，空气多机质少，水分少，空气多土壤形成的过程土壤形成的过程 成土主导因素成土主导因素: :生物生物裸露岩石裸露岩石成土母成土母质质原始土壤原始土壤成熟土成熟土壤壤耕作土耕作土壤壤风化作用风化作用微生物微生物低等植物低等植物草本植物草本植物木本植物木本植物耕作培育耕作培育生土生土 熟土熟土

22、肥土肥土讨论讨论: :最近最近, ,我国在塔里木盆地发现储量逾我国在塔里木盆地发现储量逾8080亿吨的大油田亿吨的大油田. .该油田储量的探明是采用三维该油田储量的探明是采用三维地震勘探技术的结果地震勘探技术的结果. .请同学联系所学知识来请同学联系所学知识来设想一下设想一下, ,我国地质工作者是怎么完成这一勘我国地质工作者是怎么完成这一勘探工作的探工作的? ?其理论依据是什么其理论依据是什么? ?将下面几种成分的代号填入表中，与其作将下面几种成分的代号填入表中，与其作用进行正确的搭配：用进行正确的搭配： A、二氧化碳、二氧化碳 B、水汽、水汽 C、臭氧、臭氧D、氮、氮 E、氧、氧 F、尘埃、尘埃构成地球上生物体的基本成分构成地球上生物体的基本成分水汽凝结时，可作凝结核水汽凝结时，可作凝结核植物光合作用的原料，对地面有保温作用植物光合作用的原料，对地面有保温作用吸收长波辐射，成云致雨的重要条件吸收长波辐射，成云致雨的重要条件一切生物维持生命所必需的物质一切生物维持生命所必需的物质地球生命的保护伞地球生命的保护伞、读气温的垂直分布图，回答下列问题 写出图中字母代表的大气层的名称 A B C 层 部热， 部冷，气流以 运动为主。 在、三层中：与人类关系最密切的是 层；现代飞机多在 层飞行，因为该层 ；