第二章三地球的圈層結(jié)構(gòu)

1、地球的圈層結(jié)構(gòu)地球的圈層結(jié)構(gòu) 我們可以通過哪些途徑去了解地球內(nèi)部的情況？ 上天、入地、下海三大壯舉。載人宇宙飛船可以在太空遨游，下海有潛艇，可謂上天有路，下海有法，但對于我們腳下的地球卻是入地無門。那么地球內(nèi)部到底什么樣子呢？是否像傳說中那樣有十八層呢？目前人類研究地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)的主要靠什么手段研究？哇，好大的西瓜??！但不知道熟沒熟，怎么辦呢？ 目前，地質(zhì)科學家已經(jīng)在目前，地質(zhì)科學家已經(jīng)在13個國家打了近個國家打了近100口深淺不一的科學鉆探井，口深淺不一的科學鉆探井，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個。個。12262米的科探井世界紀錄是由米的科探井世界紀錄是

2、由前蘇聯(lián)在科拉半島上的前蘇聯(lián)在科拉半島上的SG3井保持的；德國曾經(jīng)打了一口井保持的；德國曾經(jīng)打了一口9100米的科探井。米的科探井。在我國江蘇省東?？h毛北開鉆的在我國江蘇省東?？h毛北開鉆的5118米科探井工程將是亞洲第一、世界第米科探井工程將是亞洲第一、世界第三深井。三深井。照片為前蘇聯(lián)最深的超深井。該井位于科拉半島，鉆探深度達照片為前蘇聯(lián)最深的超深井。該井位于科拉半島，鉆探深度達到了到了12,26212,262米。米。 鉆超深洞的鉆頭鉆超深洞的鉆頭“通往地心之路通往地心之路”尼拉貢戈火山尼拉貢戈火山http:/ 當?shù)卣鸢l(fā)生時，陸地上的當?shù)卣鸢l(fā)生時，陸地上的人們有什么感覺？人們有什么感覺？先上

3、下顛簸，后左右搖晃先上下顛簸，后左右搖晃震源震源震中震中地震波地震波思考下列問題，并填寫表格：什么思考下列問題，并填寫表格：什么是地震波？有哪些類型？各有什么是地震波？有哪些類型？各有什么不同？對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究有何不同？對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究有何幫助？幫助？類型類型速速度度可通過的可通過的介質(zhì)的性介質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)速度與介速度與介質(zhì)性質(zhì)的質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系關(guān)系對地球內(nèi)對地球內(nèi)部研究的部研究的作用作用傳播傳播與振與振動方動方向向縱波（P波）Primary waves 1、劃分依據(jù)地震波橫波（S波）Secondary waves 縱波（P波）Primary waves 1、劃分依據(jù)地震波橫波（S波）Seco

4、ndary waves 分分 類類特特 點點 傳播速度傳播速度傳播介質(zhì)狀態(tài)傳播介質(zhì)狀態(tài)縱波橫波較 快較 慢固體、液體 固 體共同點：傳播速度都隨所通過物質(zhì)的性質(zhì)而改變。思考下列問題，并填寫表格：什么思考下列問題，并填寫表格：什么是地震波？有哪些類型？各有什么是地震波？有哪些類型？各有什么不同？對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究有何不同？對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究有何幫助？幫助？類型類型速速度度可通過的可通過的介質(zhì)的性介質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)速度與介速度與介質(zhì)性質(zhì)的質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系關(guān)系對地球內(nèi)對地球內(nèi)部研究的部研究的作用作用傳播傳播與振與振動方動方向向縱波縱波（P波）波）橫波橫波（S波）波）較較快快較較慢慢相相同同垂垂直直固、液、

5、固、液、氣態(tài)皆可氣態(tài)皆可只有固態(tài)只有固態(tài)速度都隨速度都隨所通過的所通過的物質(zhì)性質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)而變化而變化可通過其可通過其速度變化速度變化推測地球推測地球內(nèi)部物質(zhì)內(nèi)部物質(zhì)的性質(zhì)的性質(zhì)地震波的傳播速度（1）假設(shè)地球是均質(zhì)的，地震波速還會變化嗎？為什么？（2）地震波速的變化特點反映了什么？（3）地震波速的最大變化在哪個深度？如何變化？反映了什么？速度（千米/秒）借助于地震波的研究來研究地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)。借助于地震波的研究來研究地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)。 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內(nèi)核內(nèi)核S P固體固體S、P增加增加 S(消失消失) P(突然減小突然減小)地地幔幔地地殼殼地地核核S(S(消失消失) )P(P(突然減小突然減小) )地球內(nèi)部壓力大地球內(nèi)部壓力大固固體體內(nèi)核：內(nèi)核：P P波速增波速增加加液液體體S P固體固體9005150332900地震波波速與地球內(nèi)部構(gòu)造圖地震波波速與地球內(nèi)部構(gòu)造圖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 橫波橫波縱波縱波地殼地殼15 深深 度度 千千 米米40004000300030002000200050005000600060

7、0010001000速度（千米速度（千米/ /秒）秒）912630FE巖石圈巖石圈2900千米千米33千米（大陸部分）千米（大陸部分）處，莫霍界面處，莫霍界面2900千米處，古千米處，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，地震波的波速發(fā)生突然變化，這說明了什么問題？速發(fā)生突然變化，這說明了什么問題？速度速度增大增大縱波變慢縱波變慢橫波消失橫波消失 說明莫霍界面和古登堡界面上下的物質(zhì)性質(zhì)發(fā)生了說明莫霍界面和古登堡界面上下的物質(zhì)性質(zhì)發(fā)生了變化，由此可將地球內(nèi)部劃分出若干個圈層變化，由此可將地球內(nèi)部劃分出若干個圈層莫霍界面古登堡界面地核不連續(xù)面地下深度波

8、速變化33千米處（大陸 部分 ）莫霍界面該面下，P、S波速都明顯增加古登堡界面2900千米處在這里，P波速忽然下降，S波完全消失推測地幔和地核的物質(zhì)狀態(tài)。推測地幔和地核的物質(zhì)狀態(tài)。 橫波在地幔中可以傳播，則可肯定地幔物質(zhì)為固態(tài)，橫波在地幔中可以傳播，則可肯定地幔物質(zhì)為固態(tài)，而在地核中不能傳播，則其物質(zhì)可能為液態(tài)。而在地核中不能傳播，則其物質(zhì)可能為液態(tài)。圈層名稱圈層名稱不連續(xù)面不連續(xù)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 殼殼地地 幔幔地地 核核上地幔上地幔下地幔下地幔外外 核核內(nèi)內(nèi) 核核1 1、固態(tài)、固態(tài)2 2、上部存在一個軟流、上部存在一個軟流層

9、（可能是巖漿的發(fā)層（可能是巖漿的發(fā)源地）源地）固態(tài)、固態(tài)、溫度、壓力和密溫度、壓力和密度很大度很大1 1、由巖石組成的固體、由巖石組成的固體外殼外殼2 2、厚度不均，大洋部、厚度不均，大洋部分薄，大陸部分厚分薄，大陸部分厚液態(tài)橫波不能通過液態(tài)橫波不能通過1 1、可能是固態(tài)、可能是固態(tài)2 2、溫度、壓力和密度、溫度、壓力和密度均增大均增大地殼地幔外地核（液）內(nèi)地核（固）地核地核地殼地殼上地幔上地幔下地幔下地幔外核外核內(nèi)核內(nèi)核地幔地幔 除了可以依靠地震波，想一想還能通過哪些渠道或方法獲取地球內(nèi)部的信息？ 火山噴發(fā)的物質(zhì)溫泉、熱泉遙感技術(shù)其他改進鉆探技術(shù)地幔莫霍面古登堡面軟流層上地幔下地幔巖石圈地幔

10、 巖石圈地殼和上地幔頂部（軟流層以上），由堅硬的巖石組成的圈層部分。試比較巖石圈和地殼的范圍說出軟流層的位置軟流層:上地幔上部，可能是巖漿的主要發(fā)源地之一地幔物質(zhì)組成地殼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，厚度約3400千米。 分為：內(nèi)核和外核。外核內(nèi)核地核:組成物質(zhì)可能是高溫高壓狀態(tài)下的鐵和鎳外核:呈液體或熔融狀態(tài),它們相對地殼流動,可能是地球磁場產(chǎn)生的主要原因. 內(nèi)核:呈固態(tài) 巖石圈巖石圈地殼地殼地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)1.地殼的厚度與什么有關(guān)？2.巖石圈由哪些部分組成？3.巖石圈是不是整體的一塊？是否會發(fā)生運動？4.軟流層是不是液態(tài)的？板塊構(gòu)造學說板

11、塊構(gòu)造學說地球的巖石圈被海溝、海嶺、造山帶等分割成若干板塊，地球的巖石圈被海溝、海嶺、造山帶等分割成若干板塊，板塊在軟流層上運動，形成了地球的基本面貌板塊在軟流層上運動，形成了地球的基本面貌大陸漂移的證據(jù)：大陸漂移的證據(jù)：南美洲的東海岸和非洲的西海岸相吻合南美洲的東海岸和非洲的西海岸相吻合 ，大西洋兩岸的，大西洋兩岸的古生物化石、地層構(gòu)造驚人地相似古生物化石、地層構(gòu)造驚人地相似魏格納和他的大陸漂移學說魏格納和他的大陸漂移學說MMMMM為南亞次大陸為南亞次大陸巖石圈是地球最外層平均厚度約巖石圈是地球最外層平均厚度約100千米的帶有彈性的千米的帶有彈性的堅硬巖石。由地殼和上地幔頂部組成。堅硬巖石。

12、由地殼和上地幔頂部組成。 軟流層位于巖石圈之下，上地幔上部，它正好是巖石軟流層位于巖石圈之下，上地幔上部，它正好是巖石圈的下界。圈的下界。練習題練習題1.地震發(fā)生時，坐在地震發(fā)生時，坐在(震中上震中上)湖中小船里的人（湖中小船里的人（ ） A.先感到上下顛簸，后感到左右、前后搖晃先感到上下顛簸，后感到左右、前后搖晃 B.只感到上下顛簸只感到上下顛簸 C.先感到左右、前后搖晃，后感到上下顛簸先感到左右、前后搖晃，后感到上下顛簸 D.只感到左右、前后搖晃只感到左右、前后搖晃2.在莫霍界面以下（在莫霍界面以下（ ） A.縱波和橫波傳播速度都增加縱波和橫波傳播速度都增加 B.縱波傳播速度下降，橫波傳播

13、速度增加縱波傳播速度下降，橫波傳播速度增加 C.縱波和橫波傳播速度都下降縱波和橫波傳播速度都下降 D.縱波傳播速度增加，橫波傳播速度下縱波傳播速度增加，橫波傳播速度下 BA二、地球的外部圈層大 氣 圈水 圈大 氣 圈巖 石 圈生 物 圈大氣圈水 圈生物圈地球外部圈層與地理環(huán)境巖石圈 自然 地理 環(huán)境1.內(nèi)部圈層與外部圈層的劃分界限有什么差異？ 想一想2.人類生活的空間與哪些圈層直接相關(guān)？ 3.就你的認識，人類的生產(chǎn)、生活與這些圈層（尤其是四大圈層）是什么關(guān)系？ 內(nèi)部圈層的界限相對明顯，外部圈層相互滲透、相互影響更為密切，并無明顯的界限。 四大圈層巖石圈、大氣圈、水圈、生物圈 相互聯(lián)系、相互制約

14、 2.根據(jù)地球三大外部圈層及巖石圈的根據(jù)地球三大外部圈層及巖石圈的特點及相互關(guān)系，將這四大圈層的名特點及相互關(guān)系，將這四大圈層的名稱填入空格中。稱填入空格中。大氣圈大氣圈水圈水圈巖石圈巖石圈生物圈生物圈1.閱讀課文填寫下列表格閱讀課文填寫下列表格圈層名稱概念組成作用或特點大氣圈水圈生物圈由氣體和懸浮物組由氣體和懸浮物組成的包圍地球的復成的包圍地球的復雜系統(tǒng)雜系統(tǒng)氣體和懸浮物，氣體和懸浮物，主要成分是氮和主要成分是氮和氧氧是地球自然環(huán)境是地球自然環(huán)境的重要組成部分的重要組成部分地球表層水體構(gòu)成地球表層水體構(gòu)成的的連續(xù)連續(xù)但但不規(guī)則不規(guī)則的的圈層圈層地表水、地下水、地表水、地下水、大氣水、生物水等

15、大氣水、生物水等水圈的水處于不間水圈的水處于不間斷的循環(huán)運動之中斷的循環(huán)運動之中地球表層生物及其生地球表層生物及其生存環(huán)境的總稱存環(huán)境的總稱生物及其生存環(huán)生物及其生存環(huán)境境大氣圈、水圈和巖大氣圈、水圈和巖石圈互相滲透、互石圈互相滲透、互相影響的結(jié)果相影響的結(jié)果20003000千米千米范范圍圍20003000千米千米干潔空氣干潔空氣水汽水汽雜雜質(zhì)質(zhì)氮氮 78%氧氧 21%其它氣體其它氣體低層大氣是由哪些組成的？分別有什低層大氣是由哪些組成的？分別有什么作用？么作用？1.大氣圈大氣圈低層大氣的組成組成干潔空氣主要成分微量成分氧氮CO2O3水汽雜質(zhì)作用（對生命活動和自然環(huán)境）維持生命活動必需的物質(zhì)生

16、物體的基本成分光合作用基本原料，對地面保溫吸收紫外線，保護地球上的生物成云致雨的物質(zhì)基礎(chǔ)水汽凝結(jié)核,成云致雨的必要條件干潔空氣氧氣 人類和一切生物維持生命活動所必需的物質(zhì)。氮氣地球上生物體的基本成分。二氧化碳 綠色植物進行光合作用的基本原料，并對地面起保溫作用。臭氧 能大量吸收太陽紫外線，保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害。被譽為“地球生命的保護傘”。水汽和雜質(zhì)成云致雨的必要條件。大氣組成大氣組成大氣的垂直分層電離層大氣垂直分層及其特點名名稱稱主要主要成分成分范圍范圍（千米）（千米）主要特點主要特點氣溫氣溫運動運動天氣天氣與人類關(guān)系與人類關(guān)系對對流流層層平平流流層層高層高層大氣大氣的大氣質(zhì)量

17、及幾乎全部的水汽和雜質(zhì)0-12隨季節(jié)和緯度變化12-5050-3000高度氣溫高度氣溫高度氣溫先后對流運動顯著以平流運動為主天氣復雜多變臭氧層“地球保護傘”利于飛行存在電離層能反射無線電波晴朗100m0.6最密切，生活在其底部氮、氧有臭氧層氮、氧密度小2.2.特點特點 連續(xù)（各種水體處于不停的運動和轉(zhuǎn)化之）；連續(xù)（各種水體處于不停的運動和轉(zhuǎn)化之）；不規(guī)則（水圈沒有固定和規(guī)則的形狀）；不規(guī)則（水圈沒有固定和規(guī)則的形狀）；循環(huán)運動。循環(huán)運動。3.3.組成組成 水圈包括地表水、地下水、水圈包括地表水、地下水、大氣水、大氣水、生物水等。生物水等。2.2.水圈水圈. .概念概念 水圈是指由地球表層水體構(gòu)

18、成的連水圈是指由地球表層水體構(gòu)成的連續(xù)但不規(guī)則的圈層續(xù)但不規(guī)則的圈層。水圈的作用地理環(huán)境的基本要素：水分和能量的不同組合使地球表面形成了不同自然帶和自然景觀類型；生命活動的基本條件：水溶解巖石和土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，為滿足生物需要創(chuàng)造了前提。地理環(huán)境發(fā)展演化的動力：水分循環(huán)不僅調(diào)節(jié)氣候，凈化大氣，而且?guī)缀醢殡S著一切自然地理過程，促進了地理環(huán)境的發(fā)展和演化。大氣水大氣水陸地水陸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陸地水體類型陸地水體類型空間分布空間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潛水潛水承壓水承壓水循環(huán)周期循環(huán)周期動態(tài)水動態(tài)水靜態(tài)水靜態(tài)水冰川冰

19、川內(nèi)陸湖泊內(nèi)陸湖泊深層地下水深層地下水大氣降水形成的地表水（河、湖、大氣降水形成的地表水（河、湖、沼）沼）淺層地下水淺層地下水 生物圈是地球生物與其環(huán)境共同組成的特殊圈層。生物圈生物圈存在于大氣圈下層、水圈和巖石圈中，是自然地理環(huán)境中最活躍的圈層。 植物的生長環(huán)境需要有 圈提供其生長的土壤條件；需要 圈提供水分條件；需要 圈通過光合作用進行物質(zhì)積累和通過呼吸作用放出二氧化碳，吸收大氣中的氧氣；水分條件又制約著植物的生長、動物的生存；影響著巖石的侵蝕和土壤的發(fā)育。巖石水大氣3.3.生物圈生物圈生物圈占有大氣圈的底部，水圈的全部生物圈占有大氣圈的底部，水圈的全部和巖石圈的上部。和巖石圈的上部。生物

20、圈是大氣圈、水圈和巖石圈相互滲生物圈是大氣圈、水圈和巖石圈相互滲透、相互影響的結(jié)果。透、相互影響的結(jié)果。生物圈是地球表層生物及其生存環(huán)境的總稱。生物圈是地球表層生物及其生存環(huán)境的總稱。旱旱生生植植物物水水生生植植物物生生物物圈圈 大氣圈、水圈和生物圈等外部圈層以大氣圈、水圈和生物圈等外部圈層以及巖石圈之間相互滲透、相互影響，及巖石圈之間相互滲透、相互影響， 形形成了人類賴以生存和發(fā)展的自然地理環(huán)境。成了人類賴以生存和發(fā)展的自然地理環(huán)境。而四大圈層的結(jié)合層是土壤圈層。土壤圈而四大圈層的結(jié)合層是土壤圈層。土壤圈層是聯(lián)系有機界與無機界的核心。層是聯(lián)系有機界與無機界的核心。巖石圈巖石圈土壤是指陸地表面

21、具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層土壤是指陸地表面具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層巖石圈巖石圈生物圈生物圈水圈與大氣圈水圈與大氣圈紫色土紫色土礦物質(zhì)中含磷、鉀養(yǎng)分；黑土礦物質(zhì)中含磷、鉀養(yǎng)分；黑土有機質(zhì)含有機質(zhì)含量高；沼澤土量高；沼澤土水分太多，空氣太少；沙漠土水分太多，空氣太少；沙漠土有有機質(zhì)少，水分少，空氣多機質(zhì)少，水分少，空氣多土壤形成的過程土壤形成的過程 成土主導因素成土主導因素: :生物生物裸露巖石裸露巖石成土母成土母質(zhì)質(zhì)原始土壤原始土壤成熟土成熟土壤壤耕作土耕作土壤壤風化作用風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、肥土肥土討論討論: :最近最近, ,我國在塔里木盆地發(fā)現(xiàn)儲量逾我國在塔里木盆地發(fā)現(xiàn)儲量逾8080億噸的大油田億噸的大油田. .該油田儲量的探明是采用三維該油田儲量的探明是采用三維地震勘探技術(shù)的結(jié)果地震勘探技術(shù)的結(jié)果. .請同學聯(lián)系所學知識來請同學聯(lián)系所學知識來設(shè)想一下設(shè)想一下, ,我國地質(zhì)工作者是怎么完成這一勘我國地質(zhì)工作者是怎么完成這一勘探工作的探工作的? ?其理論依據(jù)是什么其理論依據(jù)是什么? ?將下面幾種成分的代號填入表中，與其作將下面幾種成分的代號填入表中，與其作用進行正確的搭配：用進行正確的搭配： 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、塵埃、塵埃構(gòu)成地球上生物體的基本成分構(gòu)成地球上生物體的基本成分水汽凝結(jié)時，可作凝結(jié)核水汽凝結(jié)時，可作凝結(jié)核植物光合作用的原料，對地面有保溫作用植物光合作用的原料，對地面有保溫作用吸收長波輻射，成云致雨的重要條件吸收長波輻射，成云致雨的重要條件一切生物維持生命所必需的物質(zhì)一切生物維持生命所必需的物質(zhì)地球生命的保護傘地球生命的保護傘、讀氣溫的垂直分布圖，回答下列問題 寫出圖中字母代表的大氣層的名稱 A B C 層 部熱， 部冷，氣流以 運動為主。 在、三層中：與人類關(guān)系最密切的是 層；現(xiàn)代飛機多在 層飛行，因為該層 ；