1.3地球的圈層結(jié)構(gòu)課件高中地理必修一

第一章第二節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)課程分析【課標(biāo)分析】根據(jù)《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》，該節(jié)課的內(nèi)容要求為：“說出地球的圈層結(jié)構(gòu)，概括各圈層的主要特點”。目錄地震與地震波01地球的內(nèi)部圈層02Earthsphere地球圈層地球的外部圈層03前蘇聯(lián)—科拉超深鉆井

前蘇聯(lián)在科拉半島進行科學(xué)鉆探，其中最深的一個鉆井達12262米，是當(dāng)時世界上最深的鉆井。

這個記錄在2008年和2011年被在卡塔爾的阿肖辛油井(12,289米)和俄羅斯在庫頁島的OdoptuOP-11油井(12,345米)兩次打破，現(xiàn)時排名世界第三。

以垂深計算，這個鉆孔仍是到達地球最深處的人造物。為什么要選擇在科拉半島鉆？選擇科拉半島的主要原因是因為它的上地層年代古老，在這里勘探考察更容易得到有關(guān)原始地球地質(zhì)構(gòu)造的成果。前蘇聯(lián)—科拉超深鉆井前蘇聯(lián)在科拉半島進行科學(xué)鉆探，其中最深的一個鉆井達12262米，是當(dāng)時世界上最深的鉆井。為什么要進行鉆探？莫霍面什么是莫霍面？他是誰？你推測他是運用什么來探索地球內(nèi)部的？1857-1936?方法1方法2EarthspherestructureEarthquakesandseismicwavesPARTONE地震與地震波1Earthsphere1、什么是地震？有何危害？2、什么是震中、震中距、震源深度、震級？地震地殼快速釋放能量過程中造成的地面震動，是一種危害和影響巨大的自然災(zāi)害。我國是世界上地震災(zāi)害比較嚴(yán)重的國家之一。震源：地球內(nèi)部巖石發(fā)生斷裂引起震動的地方。地震波：震源釋放的能量波。地面出現(xiàn)的各種破壞現(xiàn)象，都是地震波的沖擊造成的。震中：震源在地面上的垂直投影。震中距：從觀測點到震中的直線距離。震源深度：從震中到震源的垂直距離。等震線：從烈度相同的點連成封閉的曲線。震級

地震能量的大小用震級表示，一次地震只有一個震級。震級每增加一級，地震釋放的能量增加31.62倍。微震超微震1中強震4523678強震特大地震震級烈度與震級是否一樣？烈度與哪些因素有關(guān)？震級地震的大小，地震釋放的能量越大，震級越高。一次地震只有一個震級。烈度地震對地表和建筑物等破壞強弱的程度。一次地震可以有多個烈度。（1）地震等級；

（2）震源深度；

（3）震中距離；（4）土壤和地質(zhì)條件，地貌和地下水位等；（5）建筑物的性能；課堂活動

了解地震預(yù)警課堂活動地震預(yù)報：在地震發(fā)生前，對未來地震發(fā)生的震級、時間、地點進行預(yù)測預(yù)報。地震預(yù)警：在地震發(fā)生后，搶在地震波到設(shè)防地區(qū)前，發(fā)出警報，告知人們采取措施，減少損失。地震預(yù)警為人們避險提供了更多時間如果遇見地震如何自救逃生？地震波地震能量以波動的方式向外傳播，形成地震波；分為縱波（P波）和橫波（S波）；科學(xué)家通過對地震波的精確測量，“透視”了地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。橫波S縱波P質(zhì)點振動方向波的傳播方向橫波（S）縱波（P）速度傳播介質(zhì)傳播方向感受慢快固、液、氣固體與質(zhì)點方向垂直與質(zhì)點方向平行左右搖晃上下顛簸橫波S縱波P地震實況先上下顛簸，再左右搖晃說明地震發(fā)生時，縱（P）波速度快，橫（S）波速度慢；且在破壞性程度，橫波遠大于縱波。地震在海洋中發(fā)生時，坐在船上的漁民是感覺到上下晃動還是左右晃動？為什么？只有上下晃動；因為縱波在固體、液體和氣態(tài)中傳播，而橫波只在固體中傳播。

莫霍洛維奇在研究1909年的一次地震時發(fā)現(xiàn)：某些地震波到達觀測站比預(yù)計的快。究其原因發(fā)現(xiàn)：在莫霍界面附近，縱波的速度從7.0km/s左右突然增加到8.1km/s左右;橫波的速度也從4.2km/s突然增至4.4km/s。其出現(xiàn)的深度在大陸之下平均為33km。在大洋之下平均為7km，平均深度為17km。這個數(shù)據(jù)說明，上下層的物質(zhì)發(fā)生了變化，這里可以作為一個分界面。根據(jù)分析，1910年莫霍洛維奇提出地球有內(nèi)外層之分。他指的內(nèi)外層就是我們所說的地幔和地殼。而地殼與地幔的分界面也就被稱之為“莫霍界面”。莫霍洛維奇是根據(jù)什么原理得出地球有內(nèi)外層之分的？

而到了1914年，利用同樣的原理，德國地球物理學(xué)家古登堡發(fā)現(xiàn)地下2885千米處地震波的傳播速度有明顯變化，后來通過試驗方法證實這里是地核與地幔的分界層。人們將這個界面稱為“古登堡界面”。波在不同介質(zhì)中傳播速度會發(fā)生改變EarthspherestructureInnercircleoftheearth地球的內(nèi)部圈層2Earthsphere你能不能利用前人描繪的地震波變化曲線圖，探究地震內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分層？地殼（固態(tài)）地幔（固態(tài)）莫霍界面古登堡界面15600050004000300020001000036912速度/km/s深度/km172900橫波縱波地震波傳播速度與地球內(nèi)部圈層劃分圖地核

活動：讀圖思考①黃線與綠線分別代表什么地震波②描述縱波橫波傳播速度的變化？③根據(jù)地震波的變化推測地球內(nèi)部有幾個圈層莫霍界面和古登堡界面，地震波波速的突然變化說明了什么問題？思考：推測地幔和地核的物質(zhì)狀態(tài)并說明理由。物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生了變化。地幔是固態(tài)，因為橫波和縱波都可以通過；外核是液態(tài)或者熔融狀態(tài)，因為橫波在此消失。內(nèi)核一般認(rèn)為是固態(tài)?？评@井成功鉆到莫霍面了嗎？為了更快成功，有何辦法？在哪里更容易到達莫霍面？地殼莫霍界面地面以下、莫霍面以上的固體外殼；地殼平均厚度17km，地球大范圍固體表面的海拔越高，地殼越厚，海拔越低，地殼越薄。大陸地殼大洋地殼組成地殼的主要元素？閱讀：地殼由90多種化學(xué)元素組成，他們多以化合物的形態(tài)存在：氧（約1/2）、硅（約1/4）鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂地殼元素組成地殼是怎么分層的，各層有什么特點？閱讀：高原高山平原淺海海平面地幔（密度約3.3）硅鋁層（密度約2.7）硅鎂層（密度約2.9）莫霍界面硅鋁層硅鎂層分層名稱特征上層下層密度小，分布不連續(xù)，大洋底部往往缺失密度大，連續(xù)分布地殼厚度不均:

地殼平均厚度為17KM

大陸地殼厚，平均厚度39~41千米；

大洋地殼薄，平均厚度5~10千米。地幔地幔地核地殼莫霍面古登堡面上地幔下地幔介于地殼和地核之間的圈層，在莫霍面以下到古登堡面以上，深度從地殼底界到2900m。根據(jù)地震波波速的變化，地幔分為上地幔和下地幔。觀看視頻，思考火山噴發(fā)出的巖漿來自地球內(nèi)部的哪個圈層？上地幔下地幔軟流層軟流層上地幔頂部地殼軟流層：位于上地幔，呈緩慢流動的熔融狀態(tài)，一般認(rèn)為這里可能是巖漿的主要發(fā)源地。巖石圈：地殼和上地幔頂部(軟流層以上)，由堅硬巖石構(gòu)成。巖石圈地核637051502900地球的核心部分，即古登堡面所包圍的球體。分為內(nèi)核和外核一般認(rèn)為，外核在高溫高壓下呈液態(tài)或熔融狀態(tài)，可能是地球磁場產(chǎn)生的主要原因，而地球內(nèi)核呈固態(tài)。地核外核內(nèi)核從海底鉆探的可能性世界上最深的地方就是馬里亞納海溝。在2020年時，中國的奮斗號成功在這里坐底，深度達到了10909米，與科拉深井相比差不了多少。地質(zhì)學(xué)家表示，海溝處的地質(zhì)構(gòu)造要比大陸“薄”一些，因此其實在未來人類的海底探測實力成熟之后，從海底開始實施鉆探是一個很不錯的選擇。不過以目前的科技來說，在壓力如此巨大的深海開始“鉆孔”比在陸地要難得多。只能期待未來人類在太空探測更進一步之后，分出一些資金用于深海探測了，待到那時我們真的有機會挖穿地球也說不定?！笆澜缰睢便@井——15000m

（2017年11月在庫頁島薩哈林-1號項目實施的鄂霍次克海Chaivo油田Orlan平臺所完成的“世界之最”鉆井，井深達15000m。）上天有路，為何入地這么難？科拉深井地鉆探工作的停止時間在1994年，這與當(dāng)年蘇聯(lián)的解體事件有著密切的關(guān)系。雖然鉆探的工作停止了，但是科學(xué)家對于鉆探的研究依舊進行了十幾年，直到2008年時，科拉超深鉆孔被金屬帽蓋住，才算是徹底宣布這項“挖穿地球的活動”告一段落。那么究竟是什么原因，令科學(xué)家們挖穿地球的夢想無法進行下去？

從導(dǎo)致科拉鉆井工程失敗的因素來看，資金不足的影響最大。畢竟不論是再偉大的工程，一旦失去了資金的支撐，就會變得和紙一樣單薄，輕輕一碰就碎了。當(dāng)時這一位置還是比較偏僻的，因此負(fù)責(zé)開發(fā)鉆井的工人們都需要在這里長期居住，生活所用的物資都需要專程從外地送過來。拋開鉆探使用的設(shè)備要花費高昂的費用制作維護，人工的耗費也是一筆不小的資金?？缕澛宸蛩够谒摹犊评钽@井》中寫道：這里有工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施、浴室和急救站，以及迎合工人白天和夜生活的小賣部，還有為鉆探設(shè)備操作人員提供正常生活條件的預(yù)防性醫(yī)療救助會議大廳及房間。越向下的鉆探難度越大，在遇到堅硬的巖層時，雖然鉆頭足夠堅硬可以鉆開，但是長時間的鉆探會使鉆頭遭到磨損。因此，當(dāng)時每當(dāng)鉆一段時間就需要更換鉆頭。磨損這種事情尚且可以克服，可是高溫就不行了。大家都知道，越向下挖溫度越高，沒有什么特殊的金屬材料能夠扛得住8000℃到10000℃這種超高溫。因此，為了避免鉆頭一下去就融化了，工程師們還需要考慮如何在鉆探出進行“人工制冷”，這無疑使本來就異常艱難的進程雪上加霜。最后就是鉆探技術(shù)的有限性，除了鉆頭以外，鉆桿和馬達都需要超高強度，不然很難進行更深的探測。此外還需要不受干擾影響的設(shè)備來記錄鉆孔內(nèi)的情況，以當(dāng)時的科技發(fā)展程度來看是很難做到的，即使是現(xiàn)在也是個難題。根據(jù)科學(xué)家的說法，我們的地球內(nèi)部溫度可達6800攝氏度，比太陽溫度高！可是為什么我們生活在地球表面，卻不會被地球內(nèi)部的溫度給燃燒殆盡，甚至還對地球內(nèi)的溫度毫無感覺？地球內(nèi)部的溫度主要來自壓力，離地球中心越近，原子受到的壓力越大，衰變的可能性越大，溫度越高，原子就越活躍，因此在不斷的碰撞中也就會發(fā)生更多衰減。我們也知道，在溫差的情況下，高溫區(qū)域的能量會傳遞到溫度較低的區(qū)域，而且由于該區(qū)域遠離地球的中心，原子上的壓力很低，很難進行衰變，所以溫度不會那么高，這導(dǎo)致地球中心的溫度向各個方向擴散。然而，由于地球的體積和質(zhì)量足夠大，當(dāng)溫度基本上擴散到軟流層時，溫度僅為約1000攝氏度。由于地殼主要由導(dǎo)熱性很差的硅酸鹽組成，因此當(dāng)我們生活的地球表面，才感覺不到熱。試著比較一下地球內(nèi)部圈層與煮熟的雞蛋的異同。比一比：EarthspherestructureOutercircleoftheearthPARTTHREE地球的外部圈層3Earthsphere地核地幔地殼水圈生物圈圈氣大通常把地殼表層以外的由大氣、水體和生物組成的自然界，劃分為大氣圈、水圈、生物圈三個圈層。地球的外部圈層大氣圈大氣圈是指包裹地球的氣體層。近地面大氣密度大，隨著高度增加，大氣密度迅速減少。水圈由地球表層水體構(gòu)成的連續(xù)但不規(guī)則的圈層。不規(guī)則：水圈的存在形式多種多樣，沒有一個完整的形狀。連續(xù)：地球上的各種水體通過自然界物質(zhì)的循環(huán)相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化水圈由液態(tài)水、固態(tài)水和氣態(tài)水組成。按存在位置和狀態(tài)陸地水又分為海洋水陸地水大氣水生物水地表水地下水生物圈地球上所有生物及其生存環(huán)境的總稱。生物圈范圍：大氣圈底部水圈的全部巖石圈上部大氣圈水圈巖石圈生物圈地