第四节地球的圈层结构 地球内部圈层构造示意 上天容易入地难 虽然目前的科学技术日新月异 载人宇宙飞船可以在太空遨游 宇宙探测器甚至能飞出太阳系 可谓 上天有路 然而对于我们脚下6371km半径的地球 却至今还是 入地无门 那么 地球的内部是什么样的 我们又是如何知道地球的内部构造的呢 现在 人类可以利用地震波来认识地球的内部结构 学习目标 1 利用示意图 说明岩石圈的结构 2 明确大气圈的概念 组成与结构 3 明确水圈的概念 组成及主要的水体类型 一 地球的内部圈层1 划分依据 1 地震波 一致 垂直 传播速度 纵波 2 不连续界面 地幔 纵波 横波 2 内部圈层地球内部划分为地壳 地幔 地核三个圈层3 岩石圈包括和上地幔的顶部 软流层以上 由坚硬的岩石组成 大陆 软流层 地壳 二 地球的外部圈层1 大气圈 1 低层大气的成分及作用 生命活动 基本成分 光合作用 保温作用 紫外线 成云致雨 太阳辐射 运动显著 低纬17 18千米 中纬10 12千米 高纬8 9千米 复杂多变 2 大气的垂直分层 无线电通信 平稳 水平运动 递减 对流 升高 天气现象 2 水圈 1 组成 海洋是 陆地上的湖泊 河流 冰川 地下水 沼泽水等都是其组成部分 2 作用 水分和热量的不同组合使地球表面形成不同的和自然景观类型 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 水循环可以调节 净化大气 3 生物圈 1 含义 是由地球生物及其所构成的一个极其特殊 又极其重要的圈层 2 范围 分别存在于大气圈下层 整个水圈和 3 特征 是自然地理环境系统中最活跃的圈层 主体 自然带 气候 生存环境 地壳上层 地球的内部圈层读岩石圈结构示意图 回答下列问题 地球内部圈层结构图 1 据图分析软流层位于地球内部圈层的哪一部分 其具体位置和物质组成是怎样的 2 由图分析岩石圈的位置有何特点 是由什么物质组成的 3 地壳与岩石圈有何区别 要点 1 读图说明 地幔地幔上部由塑性物质组成 对比归纳 地壳是岩石圈的一部分 是组成地球内部圈层最外的一个圈层 岩石圈则包括上地幔的顶部 软流层以上 和地壳的全部 读图分析 软流层以上的地幔部分和地壳由岩石组成 要点 2 要点 3 读地震波速度与地球内部构造图 回答下列问题 1 图中A B表示地震波 其中A表示 波 B表示 波 其判断依据是 2 图中C H分别表示地球内部构造 D表示 面 其判断依据是 该面以上C代表 该面以下E代表 3 图中F处 地震波A完全 地震波B速度 并继续往深处传播 这说明F面以上的E物质状态为 态 以下的G物质状态为 态 F面是 面 4 C层主要由 组成 G层叫 H层叫 地球的岩石圈是指 和 解析 该题的关键是读图 该图分左右两部分 左上图是地震波由地表向地心传播过程中波速随深度的变化情况 注意左侧的深度尺 上方横坐标表示地震波速度 图内两条曲线分别表示横波和纵波 地震波在通过同一介质时 波速慢者为横波 快者为纵波 并可根据两种地震波在传播过程中速度的变化情况 相互补充 相互印证 推断地球内部不同深度的物质性质 状态的变化 右上图是地球内部根据左图作出的判读结果 例如 根据地震波在距离地表平均33千米处波速突然增大 可确定D面为莫霍界面 又根据在2900千米处 纵波波速锐减 横波完全消失 可确定F面为古登堡界面 F面以下横波不能通过 说明F面以下物质非固态 再根据纵波通过F面以下时的波速 纵波波速与通过介质的密度成正比 说明F面以下物质非气态 那么 既然非固态 又非气态 就只能是液态 实际是在高温高压条件下的熔融态 答案 1 横纵A波波速慢 B波波速快 2 莫霍横波和纵波在此处波速突然加快地壳地幔 3 消失突然变小固液古登堡 4 各类岩石外核内核地壳上地幔顶部 软流层以上部分 1 下图是地球内部圈层示意图 读图完成下列各题 1 图中四个圈层中 是岩浆源地的是 A B C D 2 图中四个圈层中 全部为液态的是 A B C D 3 图中四个圈层中 与地球外部圈层关系最密切的是 A B C D 解析 图中的序号中 为地壳 为地幔 为外核 为内核 岩浆的发源地为上地幔中的软流层 外核为高温熔融状态 它相对地壳的流动形成磁场 岩石圈与地球的三大个部圈层形成相互渗透的整体 答案 1 B 2 C 3 A 大气圈读大气的垂直分层图 回答下列问题 大气的垂直分层图 1 读图并结合教材内容 填写下表 2 臭氧层位于图中大气的哪一层 为什么被誉为 地球的天然屏障 目前人类对它有怎样的影响 3 图中的飞机为什么在平流层中飞 要点 1 读图归纳 要点 1 轻松识记 平流层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目前人类使用大量制冷设备 使大气中的氯氟烃含量增加 氯氟烃能破坏大气中的臭氧 使大气中的臭氧总量减少 归纳总结 该层上部热 下部冷 大气稳定 不易形成对流 以平流运动为主 利于高空飞行 要点 2 读大气垂直分层图 回答问题 1 A层主要的直接热源是 2 B层 部冷 部热 气流以 运动为主 3 在A B C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 层中有人类生存环境的天然屏障 层的电离层对无线电通讯有重要作用 解析 本题考查大气的垂直分层状况 要求学生熟练掌握对流层 平流层 高层大气的特点 答案 1 地面 2 下上水平 3 AB天气晴朗 能见度好 大气平稳BC 2 下列关于对流层大气特点的描述 其中全部正确的一组叙述是 气温随高度增加而递减 空气对流运动显著 低纬地区厚度小于高纬地区 天气现象复杂多变A B C D 解析 本题考查考生对大气对流层特点的理解判断能力 对流层大气由于热量直接来源于地表 故距下垫面越远 气温越低 所以对流层大气气温随高度的增加而递减 由于上冷下热 空气对流运动显著 对流运动把下层水汽带到高空 凝云致雨 因而天气现象复杂多变 某地对流层的厚度在很大程度上要取决于该地对流运动的强弱 低纬获得的太阳辐射量大 因而对流运动比高纬地区强烈 这也导致了低纬地区对流层的厚度要比高纬地区大 答案 B 1 地震波 2 地球的内部圈层之最表层 地壳地壳是地球表面以下 莫霍面以上的固体外壳 地壳平均厚度约17千米 大陆部分平均厚度约33千米 高山 高原地区 如青藏高原 地壳厚度可达60 70千米 海洋地壳较薄 平均厚度约6千米 地壳厚度变化的规律是 地球大范围固体表面的海拔较高 地壳越厚 海拔较低 地壳越薄 方法 歌诀法记忆地壳的厚度差异 厚 薄 歌大陆厚 大洋薄 海陆差异高山厚 平原薄 地貌差异海岭厚 海沟薄 深度差异高处厚 低处薄 海拔差异 3 地球内部圈层之中间层 地幔地幔是地球内部介于地壳和地核之间的圈层 下界面在距离地表2900千米深处 地幔上层物质具有固态特征 主要由含铁 镁的硅酸盐类矿物组成 由上而下 铁 镁的含量逐渐增加 地壳和地幔的顶部合在一起叫岩石圈 平均厚度为100 110千米 岩石圈下面上地幔上部 存在一个软流层 一般认为它可能是岩浆的主要发源地之一 方法 地壳 上地幔 岩石圈 软流层关系示意图 4 地球的外部圈层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三个圈层 大气圈 水圈和生物圈 统称为地球的外部圈层 1 大气圈大气圈是包裹地球的气体层 是地球生命生存的基础条件之一 近地面的大气密度大 随着高度的增加 大气的密度迅速下降 在2000 3000千米的高空 每立方厘米的空间 平均只有1个气体分子 与星际空间的情况很接近 一般把这个高度作为大气圈的上界 说明 大气圈的下部边界为地球海陆表面 上部边界约在高空2000 3000千米处 大气的密度不是固定不变的 随着高度的增加 大气密度逐渐减小 故大气的上界也是相对的 2 水圈水圈由液态水 固态水和气态水组成 按照它们存在的位置和状态 可分为海洋水 陆地水 大气水和生物水 陆地水与人类社会的关系最为密切 陆地水主要可分为地表水和地下水 3 生物圈在约20亿年以前 地球上就诞生了生命 经过漫长时期的进化和繁衍 形成了广泛分布于地壳 大气圈和水圈中的生物世界 生物圈 地球上有了生命 才能够说由地壳 或岩石圈 大气圈 水圈和生物圈共同组成了地球的生态系统 生物是这个系统中的主体和最活跃的因素 说明 生物圈是地球上所有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 厚度约20多千米 生物圈的质量仅相当于大气圈的1 300 水圈的1 7000 但生物圈是唯一的有机圈层 1 当地震发生时 地面只左右晃动 这种说法是错误的 地震发生时 地球内能以地震波的形式从震源强烈释放出来 从而引起一定范围内地面的震动 地震波分纵波 P波 和横波 S波 纵波传播的速度较快 最先到达地面 引起地面上下跳动 横波传播的速度较慢 随纵波之后到达地面 引起地面左右晃动 所以 当地震发生时 人们首先感到地面上下跳动 然后左右晃动 2 大气各成分的比例是固定不变的 干洁空气中各种气体所占的比例基本上是不变的 这是由于大气的运动和分子扩散使大气充分混合的结果 水汽和固体杂质的含量却是因时因地而异 大气中的水汽含量随时间 地点和气象条件而变化 水汽主要聚集在大气的低层 一般是夏季大于冬季 低纬大于高纬 固体杂质也多集中于大气的低层 随地区 时间和天气条件而变化 一般是陆上比海上多 城市比乡村多 早晨和夜间比午后多 冬季比夏季多 3 对流层的厚度是一样厚的 对流层内大气温度在水平方向上的差异和在垂直方向上的递减 是造成对流运动的两个主要原因 低纬地区受热多 气温高 空气对流旺盛 所以高度大 对流层顶高 高纬地区受热少 对流较弱 所以高度小 对流层顶低 同一地区 对流层高度夏季大于冬季 一 选择题1 地球低层大气的三部分组成是 A 氮气 氧气 空气B 一氧化碳 水气 氧气C 氧气 氮气 灰尘D 干洁空气 水汽 固体杂质 解析 地球低层大气由干洁空气 水汽 固体杂质组成 答案 D 2 大气层由近地面到高空分为三层 按序排列正确的是 A 平流层 对流层 高层大气B 对流层 平流层 高层大气C 对流层 臭氧层 电离层D 电离层 臭氧层 对流层 解析 大气由下到上分为对流层 平流层和高层大气 答案 B 3 地震波横波 S波 和纵波 P波 的传播速度在莫霍面处发生的显著变化是 A S波 P波的波速都明显增加B S波 P波的波速都明显下降C S波完全消失 P波的波速突然下降D P波完全消失 S波的波速突然下降 解析 A项是地震波的波速在莫霍面时的变化情况 答案 A 4 地壳的平均厚度约为 A 7千米B 17千米C 35千米D 60 70千米 解析 A是大洋地壳的平均厚度 C是大陆地壳的平均厚度 D是青藏高原地区地壳的平均厚度 答案 B 二 综合题5 读岩石圈部分构造图 回答下列问题 1 图中所示的地球外部圈层有 形成人类赖以生存和发展的自然环境 2 两层构成地壳 部分地壳比较厚 部分地壳比较薄 3 是面 大约在地下平均千米处 指大陆部分 4 是 圈层名称 其物质状态是态 密度由小到大排列为 解析 图中 为硅铝层 为硅镁层 两层构成地壳 其中大陆地壳较厚 由 两层构成 大洋地壳较薄 层缺失 答案 1 大气圈生物圈水圈 2 陆地海洋 3 莫霍33 4 地幔固