1.3地球的圈层结构课件高中地理必修一

第一章第二节地球的圈层结构课程分析【课标分析】根据《普通高中地理课程标准》，该节课的内容要求为：“说出地球的圈层结构，概括各圈层的主要特点”。目录地震与地震波01地球的内部圈层02Earthsphere地球圈层地球的外部圈层03前苏联—科拉超深钻井

前苏联在科拉半岛进行科学钻探，其中最深的一个钻井达12262米，是当时世界上最深的钻井。

这个记录在2008年和2011年被在卡塔尔的阿肖辛油井(12,289米)和俄罗斯在库页岛的OdoptuOP-11油井(12,345米)两次打破，现时排名世界第三。

以垂深计算，这个钻孔仍是到达地球最深处的人造物。为什么要选择在科拉半岛钻？选择科拉半岛的主要原因是因为它的上地层年代古老，在这里勘探考察更容易得到有关原始地球地质构造的成果。前苏联—科拉超深钻井前苏联在科拉半岛进行科学钻探，其中最深的一个钻井达12262米，是当时世界上最深的钻井。为什么要进行钻探？莫霍面什么是莫霍面？他是谁？你推测他是运用什么来探索地球内部的？1857-1936?方法1方法2EarthspherestructureEarthquakesandseismicwavesPARTONE地震与地震波1Earthsphere1、什么是地震？有何危害？2、什么是震中、震中距、震源深度、震级？地震地壳快速释放能量过程中造成的地面震动，是一种危害和影响巨大的自然灾害。我国是世界上地震灾害比较严重的国家之一。震源：地球内部岩石发生断裂引起震动的地方。地震波：震源释放的能量波。地面出现的各种破坏现象，都是地震波的冲击造成的。震中：震源在地面上的垂直投影。震中距：从观测点到震中的直线距离。震源深度：从震中到震源的垂直距离。等震线：从烈度相同的点连成封闭的曲线。震级

地震能量的大小用震级表示，一次地震只有一个震级。震级每增加一级，地震释放的能量增加31.62倍。微震超微震1中强震4523678强震特大地震震级烈度与震级是否一样？烈度与哪些因素有关？震级地震的大小，地震释放的能量越大，震级越高。一次地震只有一个震级。烈度地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度。一次地震可以有多个烈度。（1）地震等级；

（2）震源深度；

（3）震中距离；（4）土壤和地质条件，地貌和地下水位等；（5）建筑物的性能；课堂活动

了解地震预警课堂活动地震预报：在地震发生前，对未来地震发生的震级、时间、地点进行预测预报。地震预警：在地震发生后，抢在地震波到设防地区前，发出警报，告知人们采取措施，减少损失。地震预警为人们避险提供了更多时间如果遇见地震如何自救逃生？地震波地震能量以波动的方式向外传播，形成地震波；分为纵波（P波）和横波（S波）；科学家通过对地震波的精确测量，“透视”了地球内部的结构。横波S纵波P质点振动方向波的传播方向横波（S）纵波（P）速度传播介质传播方向感受慢快固、液、气固体与质点方向垂直与质点方向平行左右摇晃上下颠簸横波S纵波P地震实况先上下颠簸，再左右摇晃说明地震发生时，纵（P）波速度快，横（S）波速度慢；且在破坏性程度，横波远大于纵波。地震在海洋中发生时，坐在船上的渔民是感觉到上下晃动还是左右晃动？为什么？只有上下晃动；因为纵波在固体、液体和气态中传播，而横波只在固体中传播。

莫霍洛维奇在研究1909年的一次地震时发现：某些地震波到达观测站比预计的快。究其原因发现：在莫霍界面附近，纵波的速度从7.0km/s左右突然增加到8.1km/s左右;横波的速度也从4.2km/s突然增至4.4km/s。其出现的深度在大陆之下平均为33km。在大洋之下平均为7km，平均深度为17km。这个数据说明，上下层的物质发生了变化，这里可以作为一个分界面。根据分析，1910年莫霍洛维奇提出地球有内外层之分。他指的内外层就是我们所说的地幔和地壳。而地壳与地幔的分界面也就被称之为“莫霍界面”。莫霍洛维奇是根据什么原理得出地球有内外层之分的？

而到了1914年，利用同样的原理，德国地球物理学家古登堡发现地下2885千米处地震波的传播速度有明显变化，后来通过试验方法证实这里是地核与地幔的分界层。人们将这个界面称为“古登堡界面”。波在不同介质中传播速度会发生改变EarthspherestructureInnercircleoftheearth地球的内部圈层2Earthsphere你能不能利用前人描绘的地震波变化曲线图，探究地震内部结构和分层？地壳（固态）地幔（固态）莫霍界面古登堡界面15600050004000300020001000036912速度/km/s深度/km172900横波纵波地震波传播速度与地球内部圈层划分图地核

活动：读图思考①黄线与绿线分别代表什么地震波②描述纵波横波传播速度的变化？③根据地震波的变化推测地球内部有几个圈层莫霍界面和古登堡界面，地震波波速的突然变化说明了什么问题？思考：推测地幔和地核的物质状态并说明理由。物质状态发生了变化。地幔是固态，因为横波和纵波都可以通过；外核是液态或者熔融状态，因为横波在此消失。内核一般认为是固态。科拉钻井成功钻到莫霍面了吗？为了更快成功，有何办法？在哪里更容易到达莫霍面？地壳莫霍界面地面以下、莫霍面以上的固体外壳；地壳平均厚度17km，地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚，海拔越低，地壳越薄。大陆地壳大洋地壳组成地壳的主要元素？阅读：地壳由90多种化学元素组成，他们多以化合物的形态存在：氧（约1/2）、硅（约1/4）铝、铁、钙、钠、钾、镁地壳元素组成地壳是怎么分层的，各层有什么特点？阅读：高原高山平原浅海海平面地幔（密度约3.3）硅铝层（密度约2.7）硅镁层（密度约2.9）莫霍界面硅铝层硅镁层分层名称特征上层下层密度小，分布不连续，大洋底部往往缺失密度大，连续分布地壳厚度不均:

地壳平均厚度为17KM

大陆地壳厚，平均厚度39~41千米；

大洋地壳薄，平均厚度5~10千米。地幔地幔地核地壳莫霍面古登堡面上地幔下地幔介于地壳和地核之间的圈层，在莫霍面以下到古登堡面以上，深度从地壳底界到2900m。根据地震波波速的变化，地幔分为上地幔和下地幔。观看视频，思考火山喷发出的岩浆来自地球内部的哪个圈层？上地幔下地幔软流层软流层上地幔顶部地壳软流层：位于上地幔，呈缓慢流动的熔融状态，一般认为这里可能是岩浆的主要发源地。岩石圈：地壳和上地幔顶部(软流层以上)，由坚硬岩石构成。岩石圈地核637051502900地球的核心部分，即古登堡面所包围的球体。分为内核和外核一般认为，外核在高温高压下呈液态或熔融状态，可能是地球磁场产生的主要原因，而地球内核呈固态。地核外核内核从海底钻探的可能性世界上最深的地方就是马里亚纳海沟。在2020年时，中国的奋斗号成功在这里坐底，深度达到了10909米，与科拉深井相比差不了多少。地质学家表示，海沟处的地质构造要比大陆“薄”一些，因此其实在未来人类的海底探测实力成熟之后，从海底开始实施钻探是一个很不错的选择。不过以目前的科技来说，在压力如此巨大的深海开始“钻孔”比在陆地要难得多。只能期待未来人类在太空探测更进一步之后，分出一些资金用于深海探测了，待到那时我们真的有机会挖穿地球也说不定。“世界之最”钻井——15000m

（2017年11月在库页岛萨哈林-1号项目实施的鄂霍次克海Chaivo油田Orlan平台所完成的“世界之最”钻井，井深达15000m。）上天有路，为何入地这么难？科拉深井地钻探工作的停止时间在1994年，这与当年苏联的解体事件有着密切的关系。虽然钻探的工作停止了，但是科学家对于钻探的研究依旧进行了十几年，直到2008年时，科拉超深钻孔被金属帽盖住，才算是彻底宣布这项“挖穿地球的活动”告一段落。那么究竟是什么原因，令科学家们挖穿地球的梦想无法进行下去？

从导致科拉钻井工程失败的因素来看，资金不足的影响最大。毕竟不论是再伟大的工程，一旦失去了资金的支撑，就会变得和纸一样单薄，轻轻一碰就碎了。当时这一位置还是比较偏僻的，因此负责开发钻井的工人们都需要在这里长期居住，生活所用的物资都需要专程从外地送过来。抛开钻探使用的设备要花费高昂的费用制作维护，人工的耗费也是一笔不小的资金。柯兹洛夫斯基在他所著的《科拉超深钻井》中写道：这里有工业卫生设施、浴室和急救站，以及迎合工人白天和夜生活的小卖部，还有为钻探设备操作人员提供正常生活条件的预防性医疗救助会议大厅及房间。越向下的钻探难度越大，在遇到坚硬的岩层时，虽然钻头足够坚硬可以钻开，但是长时间的钻探会使钻头遭到磨损。因此，当时每当钻一段时间就需要更换钻头。磨损这种事情尚且可以克服，可是高温就不行了。大家都知道，越向下挖温度越高，没有什么特殊的金属材料能够扛得住8000℃到10000℃这种超高温。因此，为了避免钻头一下去就融化了，工程师们还需要考虑如何在钻探出进行“人工制冷”，这无疑使本来就异常艰难的进程雪上加霜。最后就是钻探技术的有限性，除了钻头以外，钻杆和马达都需要超高强度，不然很难进行更深的探测。此外还需要不受干扰影响的设备来记录钻孔内的情况，以当时的科技发展程度来看是很难做到的，即使是现在也是个难题。根据科学家的说法，我们的地球内部温度可达6800摄氏度，比太阳温度高！可是为什么我们生活在地球表面，却不会被地球内部的温度给燃烧殆尽，甚至还对地球内的温度毫无感觉？地球内部的温度主要来自压力，离地球中心越近，原子受到的压力越大，衰变的可能性越大，温度越高，原子就越活跃，因此在不断的碰撞中也就会发生更多衰减。我们也知道，在温差的情况下，高温区域的能量会传递到温度较低的区域，而且由于该区域远离地球的中心，原子上的压力很低，很难进行衰变，所以温度不会那么高，这导致地球中心的温度向各个方向扩散。然而，由于地球的体积和质量足够大，当温度基本上扩散到软流层时，温度仅为约1000摄氏度。由于地壳主要由导热性很差的硅酸盐组成，因此当我们生活的地球表面，才感觉不到热。试着比较一下地球内部圈层与煮熟的鸡蛋的异同。比一比：EarthspherestructureOutercircleoftheearthPARTTHREE地球的外部圈层3Earthsphere地核地幔地壳水圈生物圈圈气大通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界，划分为大气圈、水圈、生物圈三个圈层。地球的外部圈层大气圈大气圈是指包裹地球的气体层。近地面大气密度大，随着高度增加，大气密度迅速减少。水圈由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。不规则：水圈的存在形式多种多样，没有一个完整的形状。连续：地球上的各种水体通过自然界物质的循环相互联系、相互转化水圈由液态水、固态水和气态水组成。按存在位置和状态陆地水又分为海洋水陆地水大气水生物水地表水地下水生物圈地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈范围：大气圈底部水圈的全部岩石圈上部大气圈水圈岩石圈生物圈地