第一节 岩石圈与地表形态第一课时教学实录

第四节

地球的结构

[学习目标]

1.了解地球内部圈层结构及其划分依据，概括各圈层的主要特点。2.了解大气圈、水圈、生物圈等外部圈层的组成及其特征。

一、地球的内部圈层

1．划分：科学家通过对地震波传播速度的研究，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。三层之间的两个界面依次称为①莫霍面和②古登堡面。

2．地壳：地壳是地球表面以下、③莫霍面以上的固体外壳。地壳平均厚度约④17千米，大陆部分平均厚度约⑤33千米，高山、高原地区可达⑥60～70千米。海洋地壳平均厚度约为6千米。

3．地幔：地幔是地球内部介于⑦地壳和⑧地核之间的圈层。地幔上层物质具有固态特征。地壳和上地幔顶部(软流层以上)合在一起叫做⑨岩石圈，平均厚度为100～110千米。⑩软流层一般认为可能是岩浆的主要发源地之一。

4．地核：地核是地球的核心部分，即⑪古登堡面所包围的球体。根据地震波传播速度的不同，地核又分为内核和外核。外核的物质在高压和高温下呈⑫液态或⑬熔融状态，一般认为地球内核呈⑭固态。

二、地球的外部圈层

1．划分：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：

⑮大气圈、⑯水圈和生物圈，统称为地球的外部圈层。

2．大气圈：是包裹地球的气体层。近地面的大气密度⑰大。随着高度的增加，大气的密度迅速下降。

3．水圈：由液态水、⑱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21地表水和○22地下水。

洋水、⑲陆地水、⑳大气水和生物水。陆地水主要可分为○23大气圈和○24水圈中的生物世界。○25生物是这个系统4．生物圈：是广泛分布于地壳、○中的主体和最活跃的因素。

中的主体和最活跃的因素。

探究点一

地球的内部圈层

【探究材料】

位于冰岛南部亚菲亚德拉冰盖的艾雅法拉火山，当地时间2010年4月14日凌晨1时(北京时间9时)，火山开始喷发，喷发地点位于冰岛首都雷克雅未克以东125公里，岩浆融化冰盖引发洪水，附近约800名居民紧急撤离。火山喷发释放出的大量气体、火山灰对航空运输、气候和人体健康均产生长期影响。

1．火山喷发的岩浆来自于地球的哪个圈层，它到达地表时穿越了地球的哪些内部圈层？

2．为什么能用地震波划分地球内部结构？我们还可以通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息。

3．地震发生时，陆地上的人们与轮船上的人的震动感觉一样吗？为什么？

4．通过下图探究地壳和岩石圈的区别和联系。

5．人类已经利用地震波来了解地球内部信息，为什么还要花巨资进行钻探？是否可以完全脱离地震波？

【探究归纳】

1．岩浆来自上地幔中的软流层，它到达地表时，仅仅穿过了地壳。

2．如图所示：

还可以从火山喷发出来的物质、钻探得到的岩芯、温泉等，来了解地球内部的信息。

3．不一样。地震发生时，陆地上的行人首先感到地面上下颠簸，然后左右晃动，因为陆地上纵波、横波都能通过，且纵波传播速度比横波快，处于轮船上的人只能感到上下颠簸，因为水只有纵波能通过。

4．通过题图可以看出，岩石圈与地壳从厚度和范围上既有联系又有区别，具体分析如下表：

厚度

范围

联系

地表至莫

地壳

平均17千米

岩石圈不仅包括地壳而且还包霍面

括上地幔顶部(软流层以上部70千米～

地表至

分) 岩石圈

100千米

软流层

5.深入到地下直接对内部物质进行分析研究，得到的信息更真实可靠，目前还不能完全脱离地震波。

【规律总结】

图解地球内部圈层的划分及特点

【考例探究1】

读“地震波传播速度和距离地表深度的关系图”，完成下列问题。

(1)图中地震波E是________，F是________；图中分界面A是________；B是________。

(2)在界面A～B地震波波速的变化情况是________ ________________________________________________________________________；

在界面B以下地震波波速的变化情况是_____________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)图中圈层：C是________，D是________，H是________。

(4)物质状态：D层________，H层________。

答案

(1)横波

纵波

莫霍面

古登堡面

(2)纵波和横波的传播速度都突然增加

纵波突然变慢，横波则完全消失

(3)地壳

地幔

地核

(4)液态

固态

解析

解本题时要注意把读图与教材相关知识结合。根据地震波中纵波的传播速度较快、横波的传播速度较慢的特点，确定E表示横波、F表示纵波。第(4)题，对D层物质状态的回答也可通过B界面处纵波的传播速度突然变慢，横波完全消失，推测外核的物质接近液态或熔融状态。答题时应注意物质状态与物质组成的区别。如H层的物质状态为固态，不能回答为极高温度和高压状态下的铁和镍。

探究点二

地球的外部圈层

【探究材料】

岩石圈、水圈、大气圈、生物圈共同构成地球的圈层结构，有人提出：生物圈是自然地理环境系统中最活跃的圈层。

1．该图景观体现出的地球圈层的个数是(

) A．2个

B．3个

C．4个

D．5个

2．构成该景观的主体要素属于的圈层是(

) A．生物圈

B．水圈

C．岩石圈

D．地壳

3．在景观图中，代表自然地理系统中最活跃的圈层的要素是(

) A．瀑布

B．岩石

C．树木、花草

D．大气

4．该景观的形成过程，充分说明了(

) A．图中各圈层都是连续而不规则的，且都相互联系

B．图中的各圈层之间存在着物质迁移和能量转化

C．图中的各圈层是独立发展变化的

D．图中各圈层的内部物质运动的能量都来自太阳辐射能

【探究归纳】

1．C

2.B

3.C

4.B 图中显示的有大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等；瀑布属于水圈；生物圈属于最活跃的圈层；图中各圈层之间相互影响、相互制约，存在着物质迁移和能量转化。

【规律总结】

地球外部圈层的基本特征

外部

概念

组成

其他

相互关系

圈层

地球自然

大

由气体和悬浮物气体和悬浮物，主

环境的重

气

组成的包围地球要成分是氮和氧

要组成

圈

的复杂系统

部分

地球表层水体构地表水、地下水、水

处于不间断的循成的连续但不规大气水、生物

圈

环运动之中

则的圈层

水等

相互渗透、

生

地球表层生物及占有大气圈的底相互影响、

生物及其生存环物

其生存环境的总部、水圈的全部和相互联系

境

圈

称

岩石圈的上部

【考例探究2】

读下图，回答问题。

(1)②圈层的主体是(

) A．河流

B．湖泊

C．冰川

D．海洋

(2)①②③④四圈层中处于不断循环更新之中的是(

) A．④

B．②

C．①

D．③

(3)③圈层中最活跃的因素是(

) A．大气

B．水

C．土壤

D．生物

答案

(1)D

(2)B

(3)D 解析

本题利用地球外部圈层结构简图，考查地球外部圈层的各自特点。由图可知①为岩石圈，②为水圈，③为生物圈，④为大气圈。这四大圈层中，生物圈有生命存在，成为最活跃的圈层；水圈通过水循环可以更新再生。

【基础过关】

2011年3月11日，日本气象厅表示，日本当地时间14时46分发生里氏9.0级地震，震中位于宫城县以东太平洋海域(146.2°E,38.1°N)，震源深度约10公里。地震引发大规模海啸，造成重大人员伤亡，并引发日本福岛第一核电站发生核泄露事故。结合所学知识，完成1～2题。

1．地震发生时(

) A．能量以波的形式传播到东京

B．横波先传播到东京

C．宫城的居民先感觉到地板水平晃，后感觉到上下颠

D．宫城的居民只感到上下颠

2．下面关于宫城地震产生的地震波的叙述，正确的是(

) A．P波到达莫霍面后速度迅速降低

B．S波到达古登堡面后速度迅速降低

C．P波和S波到达莫霍面后速度均迅速增加

D．P波和S波在地幔内部的传播速度是相同的

答案

1.A

2.C 解析

第1题，地震发生时能量以波的形式向外传播；纵波的传播速度快于横波，先到达东京的地震波应是纵波，宫城的居民先感觉地板上下颠，后感觉水平晃动。第2题，P波和S波到达莫霍面后速度均迅速增加；S波到达古登堡面后消失；地幔内部的物质并不是不均的，因此地震波的传播速度也是不相同的。

3．地壳的平均厚度(

) A．约为33千米

B．约为6千米

C．小于岩石圈的平均厚度

D．大于岩石圈的平均厚度

答案

C 解析

此题主要考查对地壳和岩石圈的概念及厚度的识记能力。地壳是指地面以下、莫霍面以上很薄的一层固体外壳，整个地壳平均厚度约为17千米。上地幔的上部(地下60～250千米)存在一个软流层，地壳和软流层以上合称为岩石圈。显然地壳的平均厚度小于岩石圈的平均厚度。

4．为了探测莫霍面的情况，在以下图中的A、B、C、D四点同时进行了地震波的测定，其中最迟得到从莫霍面传来的地震波的地点是(

) 答案

A 解析

地壳的厚度与露出地表的部分高度呈正相关，大陆上海拔越高，地壳越厚，那么地震波从莫霍面传播到测定点所需的时间越长。

5．下列关于地球外部圈层的说法，不正确的是(

) A．地球外部可划分为大气圈、水圈和生物圈三个圈层

B．大气圈是包裹地球的气体层，近地面的大气密度小

C．水圈由液态水、固态水和气态水组成

D．生物系统是由地壳、大气圈、水圈和生物圈共同组成的，地球生态系统中最活跃的因素是生物

答案

B 解析

地球外部圈层与地球内部相同的是都分为三层，地球外部的三个圈层为：

生物圈：最活跃的圈层水圈：其中的水体分为固、液、气三态，又可分为海

洋水、陆地水、生物水和大气水大气圈：包裹地球的气体层，大气的密度随着高度

的增加而逐渐减小。这三个圈层又与岩石圈(或地壳)共同组成了地球的生态系统，生物是这个系统的主体和最活跃的因素。

【能力提升】

下图是“地球内部圈层示意图”，读图，完成6～9题。

6．图中四个圈层中，是岩浆源地的是(

) A．①

B．②

C．③

D．④

7．图中四个圈层中，全部为液态的是(

) A．①

B．②

C．③

D．④

8．图中四个圈层中，可能与地球磁场形成有关的是(

) A．①

B．②

C．③

D．④

9．图中四个圈层中，与地球外部圈层关系最密切的是(

) A．①

B．②

C．③

D．④

答案

6.B

7.C

8.C

9.A 解析

图中的序号中，①为地壳，②为地幔，③为外核，④为内核；岩浆的发源地为上地幔顶部的软流层；外核呈液态或熔融状态，它相对地壳的流动形成磁场；岩石圈与地球的三大外部圈层形成相互渗透的整体。

2010年3月以来，北大西洋极圈附近的冰岛发生大规模火山喷发，火山灰蔓延使欧洲航空业蒙受重大损失。下图为火山喷发图片。回答下题。

10．这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是(

) A．大气圈→水圈、生物圈→岩石圈

B．岩石圈→大气圈→水圈、生物圈

C．水圈、生物圈→大气圈→岩石圈

D．水圈、生物圈→岩石圈→大气圈

答案

A 解析

火山灰是岩浆喷出地表在大气中冷凝形成的，之后进入生物圈和水圈，而后进入岩石圈。故正确选项为A。

读“地球四大圈层构成示意图”，完成11～12题。

11．圈层甲、乙、丙分别是(

) A．水圈、生物圈、岩石圈

B．生物圈、岩石圈、水圈

C．岩石圈、水圈、生物圈

D．生物圈、水圈、岩石圈

12．对甲圈的说法正确的一组是(

) ①是有机圈层

②是厚度最小的圈层

③是质量最大的圈层

④是地球上最大的生态系统

⑤存在于地球的外部圈层和地幔之间

A．①②⑤

B．②③④

C．③④⑤

D．①④

答案

11.D

12.D 解析

第11题，图中甲圈层位于大气圈底部、乙圈层全部、丙圈层上部，为生物圈；丙圈层位于最底部，为岩石圈；乙图层为水圈。第12题，可以用排除法解答该题；从图中可以看出厚度最小的圈层是水圈，质量最大的圈层是岩石圈，这样就排除②③，正确的只有D项。生物只能生存在地壳的表层，而非地幔之上。

地震波在不同媒介中传播速度是不同的，科学家利用这一原理探究地球内部结构。据此完成13～14题。

13．地震波在地球内部传播时，科学家们发现在距离地面大约2 900千米深度处横波速度突然降低为零，纵波速度也突然降低，这说明了(

) A．地球内部存在着岩浆

B．该深层上下层次的温度变化明显

C．大陆地壳与大洋地壳的厚度不同

D．该深度上下层次的物质组成存在很大差异

14．地质学家常利用地震波来寻找海底油气矿藏，下列四幅地震波示意图中表示海底储有石油的是(

) 答案

13.D

14.A 解析

第13题，距离地面大约2 900千米深度为古登堡面，在该处横波速度突然降低为零，纵波速度也突然降低，说明其下可能为液态。第14题，本题主要考查了学生的读图分析能力。若海底储存石油，因横波不能穿过液体，故横波到达一定深度后会消失，故选A。

15．地震会给人类带来巨大灾害，人类也可以利用地震技术探索地球内部物质分异、勘探石油。

(1)根据地震波的传播状况可以划分地球内部圈层构造。在下面地球内部圈层构造示意图中的方框内，填写地球内部各圈层和分界面的名称。

(2)下列关于地球内部圈层特点的叙述，正确的有(双选)(

) A．地壳的厚度陆地较海洋大

B．地壳和地幔合称岩石圈

C．软流层呈熔融状态

D．外核的物质状态为固态

(3)我国在渤海湾发现储量逾10亿吨的大油田。该油田储量的探明是采用三维地震勘探技术的结果。地震波分为纵波与横波，根据地震波传播原理，在通过含油层时，传播速度发生明显变化的主要是______波。

答案

(1)见下图

(2)AC

(3)横

解析

第(1)题，地球内部的圈层结构由外到内依次是地壳、地幔、地核三部分，地壳与地幔的分界面为莫霍面，地幔与地核的分界面为古登堡面。第(2)题，此题较简单，为教

材基础知识，地壳和上地幔顶部合称岩石圈，外核由于横波不能通过，表明其中物质是熔融状态或液态的。第(3)题，由地震波的特点可知，横波在液态物质中不能通过，所以，在通过含油层时，传播速度发生明显变化的应是横波。

【巧学速记】

1．地壳“厚薄”歌

大地厚，海洋薄——海陆差异；

山地厚，平原薄——地貌差异；

海岭厚，海沟薄——海底差异；

高处厚，低处薄——海拔差异。

2．地球圈层结构歌

同心圈层分内外，内外划界用地面。

内部圈层壳幔核，莫霍古登来分界。

气水生物同属外，一起构成自然界。

气圈最厚排在外，水圈水体分三态。

生物生存他圈界，外部圈层添光彩。

【反思小结】

重要知识点

关键点总结

我的反思

地球内部圈层的划分，岩石圈的范围和特点，

地球的内部圈层

地震波在地球内部传播特点是重要的考查点

地球的外部圈层即大气圈、水圈、生物圈的特

地球的外部圈层

点是基本的地理知识，在高考中的分量较小