第三節地球的圈層結構【熱點鏈接】據中國地震臺網中心測定，北京時間2020年1月6日2時0分，河南省南陽市新野縣發生級地震。河南省地震局回應稱，這是中國地震局地球物理勘探中心為了開展河南省地震構造探查工程而進行的一次人工地震施工作業。開展人工地震的主要目的是什么？提示通過地震波的反響，熟悉地球內部結構；了解地震構造，認知地震活動。課程標準學業質量標準核心素養定位運用示意圖，說明地球的圈層結構。水平1：依據資料，說出地震波的含義和地球圈層結構的名稱。水平2：依據資料，說明地球內部圈層的劃分依據，地震波的分類和特征。水平3：依據圖表資料，描述地球內部圈層和外部圈層的主要特點及其聯系。水平4：依據圖表資料，探討地球圈層結構與人類活動的關系。人地協調觀：通過熟悉地球圈層結構，樹立關愛地球，愛護地球的理念。綜合思維：分析地震波與地球內部圈層的關系，說明地球圈層結構的特點。區域認知：地殼分布的地區差異。地理實踐力：查找某次地震資料，說明其與地球圈層結構的關系。一地震和地震波1.地震(1)概念：地震是eq\x(\s\up1(01))地殼快速釋放能量過程中造成的地面eq\x(\s\up1(02))震驚。(2)地震構造圖中A是eq\x(\s\up1(03))震中，B是eq\x(\s\up1(04))震源，D線是eq\x(\s\up1(05))等震線，AB之間的垂直距離為eq\x(\s\up1(06))震源深度，AC之間的直線距離為eq\x(\s\up1(07))震中距。2．衡量地震的指標(1)震級：地震的eq\x(\s\up1(08))大小用震級表示。地震釋放的能量越大，震級越eq\x(\s\up1(09))高。一次地震只有eq\x(\s\up1(10))一個震級。(2)烈度：地震對地表和eq\x(\s\up1(11))建筑物等破壞強弱的eq\x(\s\up1(12))程度，用烈度表示。一次地震，可以有eq\x(\s\up1(13))多個烈度。3．地震波(1)概念：地震的能量以eq\x(\s\up1(14))波動的方式向外傳播，形成地震波。(2)分類：地震波有eq\x(\s\up1(15))縱波(P波)和eq\x(\s\up1(16))橫波(S波)之分。(3)傳播特性：縱波傳播速度eq\x(\s\up1(17))較快，在eq\x(\s\up1(18))固體、eq\x(\s\up1(19))液體和eq\x(\s\up1(20))氣體中均能傳播；橫波的傳播速度eq\x(\s\up1(21))較慢，只能在eq\x(\s\up1(22))固體中傳播。(4)傳播共性：地震波在不同介質中的傳播速度eq\x(\s\up1(23))不同；地震波經過不同介質的界面時，還會發生eq\x(\s\up1(24))反射和eq\x(\s\up1(25))折射現象。1.推斷正誤。(1)地震的能量以波動的方式向外傳播，形成地震波。(√)(2)地震波在不同介質中傳播速度相同。(×)2．關于地震波的表述，正確的選項是()A．S波的傳播速度較快B．P波可以通過固體、液體傳播C．只有縱波的傳播速度隨著所通過物質的性質而變化D．縱波只能通過固體傳播答案B解析S波(橫波)的傳播速度較慢，只能在固體中傳播；P波(縱波)傳播速度較快，在固體、液體和氣體中均能傳播。3．地震發生時，位于震中的人有什么感覺？提示當地震發生時，縱波傳播速度快，先到達地面，引起震中地面上下跳動，人先感覺到上下顛簸；橫波傳播速度慢，后到達地面，引起震中地面左右晃動，人后感覺到左右、前后搖擺。二地球的內部圈層1．劃分依據：地震波eq\x(\s\up1(01))傳播速度的變化。2．圈層界面(不連續面)：Deq\x(\s\up1(02))莫霍面、Feq\x(\s\up1(03))古登堡面。3．三個圈層(1)Ceq\x(\s\up1(04))地殼①范圍：地面以下，eq\x(\s\up1(05))莫霍面以上的eq\x(\s\up1(06))固體外殼。②厚度：平均厚度為eq\x(\s\up1(07))17千米。大陸地殼平均厚度為eq\x(\s\up1(08))39～41千米，大洋地殼平均厚度為eq\x(\s\up1(09))5～10千米。③分層：上層為eq\x(\s\up1(10))硅鋁層，密度相對較小，在大洋底部eq\x(\s\up1(11))特別罕見，即使有也特別?。幌聦訛閑q\x(\s\up1(12))硅鎂層，密度相對較大，連續。(2)Eeq\x(\s\up1(13))地幔①范圍：地球內部介于地殼和地核之間，即莫霍面與古登堡面之間的圈層，深度從地殼底界到eq\x(\s\up1(14))2_900千米。②分層：可分為eq\x(\s\up1(15))上地幔和eq\x(\s\up1(16))下地幔。③巖石圈：地殼和上地幔頂部(軟流層以上)的合稱。(3)地核①范圍：地球的eq\x(\s\up1(17))核心局部，即eq\x(\s\up1(18))古登堡面所包圍的球體。②物質組成：極高溫度和高壓狀態下的eq\x(\s\up1(19))鐵和eq\x(\s\up1(20))鎳。③分層：G外核：高壓和高溫下呈eq\x(\s\up1(21))液態或eq\x(\s\up1(22))熔融狀態；H內核：一般認為呈eq\x(\s\up1(23))固態。1.推斷正誤。(1)地殼厚度到處相等。(×)(2)火山口噴發出的酷熱巖漿一般來源于地殼。(×)2．科學家“透視〞地球內部結構的依據是()A．地震波波速的變化B．物質相態的變化C．化學元素分布的變化D．物質密度的變化答案A解析科學家通過對地震波速度的討論，把地球內部劃分為三個圈層。3．地殼和巖石圈有什么區分？提示雖然巖石圈和地殼都由堅硬的巖石組成，但其范圍不同，巖石圈不僅包括全部地殼，還包括上地幔的頂部(軟流層以上的局部)。三地球的外部圈層外部圈層概況Aeq\x(\s\up1(01))大氣圈包裹eq\x(\s\up1(02))地球的氣體層Ceq\x(\s\up1(03))水圈由eq\x(\s\up1(04))液態水、eq\x(\s\up1(05))固態水和eq\x(\s\up1(06))氣態水組成。eq\x(\s\up1(07))陸地水與人類社會的關系最為親密，它主要可分為eq\x(\s\up1(08))地表水和eq\x(\s\up1(09))地下水Beq\x(\s\up1(10))生物圈地球上eq\x(\s\up1(11))全部生物及其生存環境的總稱，滲透于eq\x(\s\up1(12))大氣圈的底部、eq\x(\s\up1(13))水圈的全部和eq\x(\s\up1(14))巖石圈的上部1.推斷正誤。(1)水圈都分布在海平面以下。(×)(2)生物圈是自然地理系統中最活潑的圈層。(√)2．以下有關地球外部圈層的說法，不正確的選項是()A．大氣圈是地球生命生存的根底條件之一B．水圈是一個不斷循環的圈層C．生物圈是廣泛分布于地殼、大氣圈和水圈中的圈層D．地球的外部圈層之間關系親密，但和地球的內部圈層之間沒有聯系答案D解析地球的外部圈層之間相互聯系、相互制約，形成人類賴以生存的自然環境，和巖石圈的關系也特別親密。3．地球的各圈層是相互的嗎？提示不是。大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈都處在不斷地運動和變化之中，各圈層之間相互滲透、相互影響，共同組成人類賴以生存和開展的自然環境。

主題探究地震和地震波在人類還沒有完全把握地震猜測手段之前，用地震波預警爭取時間，將是當前削減地震傷亡的主攻方向。地震預警是在地震發生之后，在地震波到達受害地表、造成破壞之前發出警報。地震波在介質轉變時會有不同的傳遞速度，并在交界面上產生折射、反射等行為，這些特性被用來了解地球的內部構造。據此探究以下問題：(1)地震預警是依據什么進行的？(2)地震波有哪些類型？它們的傳播特性有何不同？(3)目前人類已經能夠利用地震波來探測地下礦產資源，請你說出其中的原理。當地震波經過含石油資源的地層時，橫波和縱波的波速會發生怎樣的變化？[成果展現](1)地震波。(2)縱波和橫波?？v波傳播速度較快，在固體、液體和氣體中均能傳播；橫波的傳播速度較慢，只能在固體中傳播。(3)我們依據地震波的特點(縱波和橫波的傳播速度，都隨著所通過物質的性質而變化)在進行地質勘探時，假如探測到地震波傳播速度發生了變化，就可以反推地下物質組成等發生了變化，進而確定某地的地下是否存在礦產資源，存在哪種礦產資源，并進一步估算礦產資源的數量。由于地下石油以液體狀態存在，所以當地震波經過含石油資源的地層時，橫波消逝，縱波傳播速度下降。1．地震(1)衡量地震的主要指標指標主要影響因素震級地殼運動烈度震級越高，烈度越大震源深度越淺，烈度越大震中距越大，烈度越小地質條件越穩定，烈度越小建筑質量越好，烈度越小(2)分布：板塊交界處是地震多發區(3)危害主要危害生產破壞管道、道路、通信等根底設施生活破壞房屋建筑，危害生命、身體健康和心理健康環境破壞資源環境和生態系統2．地震波工程地震波概念地震的能量以波動的方式向外傳播性質能量波地球內能以波的形式向四周傳播彈性波以波的形式傳播的巖石彈性震驚分類橫波(S波)波動方向與傳播方向垂直縱波(P波)波動方向與傳播方向全都傳播特性縱波傳播速度較快，在固體、液體和氣體中均能傳播；橫波的傳播速度較慢，只能在固體中傳播共性傳播速度隨通過物質的性質而變化；經過不同介質的界面時，都會發生反射和折射現象意義①討論地球內部圈層的結構和狀態，劃分內部圈層；②討論地震的能量和劃分讀某地地震波速度隨深度的變化圖，完成(1)～(2)題。(1)圖中曲線代表的地震波是()A．橫波B．縱波C．橫波和縱波D．無法推斷(2)某地地下30千米處發生地震，這時地面上的人、四周不遠處的飛鳥和池塘中的游魚，都會感到()A．先上下顛簸，后前后左右搖擺B．從前后左右搖擺，后上下顛簸C．縱波，上下顛簸D．橫波，前后左右搖擺[科學思維]地震和地震波的分析思路類題透析思路點撥地震波地震波分為橫波和縱波，其中橫波波速較eq\x(\s\up1(01))慢、縱波波速較eq\x(\s\up1(02))快。圖中地震波速度較eq\x(\s\up1(03))慢，為eq\x(\s\up1(04))橫波。eq\x(\s\up1(05))橫波只能在固體中傳播，使物體eq\x(\s\up1(06))左右搖擺；eq\x(\s\up1(07))縱波在固體、液體、氣體中都可以傳播，使物體eq\x(\s\up1(08))上下顛簸。地面上的人可感受到的地震波為eq\x(\s\up1(09))橫波和縱波；四周不遠處的飛鳥和池塘中的游魚可感受到的地震波為eq\x(\s\up1(10))縱波。[答案](1)A(2)C主題探究地球的內部圈層北京時間2020年3月25日10時49分在千島群島(48.93°N,157.74°E)發生級地震，震源深度30千米。以下圖為地震位置示意圖。據此探究以下問題：(1)此次地震震源可能位于地球內部圈層的哪一層？請說明推斷依據。(2)地震發生后，堪察加半島的居民看到地面物體晃動的先后挨次是什么？(3)地震發生后，正在四周海疆航行的輪船上的人感受到的晃動是怎樣的？為什么？[成果展現](1)地幔。地殼平均厚度約17千米，大洋地殼較薄，平均厚度為5～10千米。該地位于海洋上，此次地震震源深度為30千米，故震源可能位于地幔。(2)先上下顛簸，后水平晃動。(3)只能感受到上下顛簸。橫波只能通過固體傳播，縱波可以通過固體、液體和氣體傳播，故只能感受到縱波的影響，不能感受到橫波的影響。1．地球內部圈層的劃分以莫霍面和古登堡面為界，可以將地球內部劃分為地殼、地幔和地核三個圈層。2．地球內部各圈層的特點圈層名稱分界面深度(km)主要組成物質物質形態特征地殼eq\o(\s\up7(莫霍),\s\do5(面))eq\o(\s\up7(平均),\s\do5(17))巖石固態由巖石組成的堅硬外殼，厚度不均，大洋局部薄，大陸局部厚地幔上地幔鐵、鎂的硅酸鹽類固態上部存在一個軟流層下地幔eq\o(\s\up7(古登),\s\do5(堡面))2900溫度、壓力、密度均增大地核外核以鐵、鎳為主，含有少量較輕元素液態或熔融狀態橫波不能通過內核固態溫度很高，密度、壓力都很大3．地殼與巖石圈的區分和聯系厚度范圍聯系示意圖地殼平均17千米地表至莫霍面巖石圈不僅包含地殼而且還包含上地幔頂部(軟流層以上)局部巖石圈70～100千米地表至軟流層以下圖是地球圈層結構示意圖，①②③④依次代表地殼、上地幔、下地幔和地核。完成(1)～(2)題。(1)莫霍面位于()A．①和②之間 B．②和③之間C．③和④之間 D．大氣圈和①之間(2)地殼厚度的變化規律是()A．地殼厚度變化均一B．洋殼較厚，陸殼較薄C．陸殼較厚，洋殼較薄D．地殼厚度與海拔上下呈負相關[科學思維]地球內部圈層特點的推斷方法類題透析思路點撥地球內部圈層特點莫霍面位于eq\x(\s\up1(01))地殼和eq\x(\s\up1(02))地幔之間。①為eq\x(\s\up1(03))地殼，②為eq\x(\s\up1(04))地幔。地殼厚度的變化規律：eq\x(\s\up1(05))陸殼較厚，eq\x(\s\up1(06))洋殼較薄；地殼厚度與海拔上下呈eq\x(\s\up1(07))正相關。地殼厚度與海拔上下呈eq\x(\s\up1(08))正相關。[答案](1)A(2)C主題探究地球的外部圈層2020年4月10日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發，噴發出高達1000英尺的蒸汽柱。圖一為喀拉喀托火山噴發景觀圖，圖二為地球外部圈層示意圖。據此探究以下問題：(1)火山噴發形成的蒸汽柱聯系的地球圈層是什么？(2)火山噴發物進入大氣后，會形成火山灰，指出火山灰在地球圈層結構中的物質遷移挨次。(3)在圖二的適當位置標出地球的外部圈層。(4)有人說，生物圈是地球上全部生物的總稱；也有人說，生物圈是地球上生物及其生存環境的總稱。對此，你的理解是什么？[成果展現](1)巖石圈和大氣圈。(2)大氣圈→水圈、生物圈→巖石圈。(3)見以下圖。(4)生物圈有廣義和之分，廣義的生物圈包括生物及其生存環境，的生物圈僅指生物本身。地球外部圈層地球的外部圈層包括大氣圈、水圈、生物圈等，這些圈層之間相互聯系、相互制約，形成人類賴以生存和開展的自然環境。各外部圈層的概況、特點見下表：外部圈層概念組成其他大氣圈包圍著地球的氣體層氣體和懸浮物，主要成分是氮和氧它是地球自然環境的重要組成局部水圈由各種水體組成的外部圈層地表水、地下水、大氣水、生物水等連續但不規那么的圈層，且處于不間斷地循環運動之中生物圈地球表層生物及其生存環境的總稱生物及其生存環境生物圈與大氣圈、水圈和巖石圈相互滲透、相互影響，是最活潑的圈層讀以下圖，完成(1)～(2)題。(1)圖中地理事物，屬于水圈的是()A．湖水與雪 B．草原和森林C．雪山與湖泊 D．雪與森林(2)圖中“湖泊〞涉及到的圈層主要有()①生物圈②水圈③巖石圈④大氣圈A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④[科學思維]地球外部圈層及地球圈層聯系分析思路類題透析思路點撥外部圈層的組成外部圈層包括大氣圈、水圈和生物圈。水圈由eq\x(\s\up1(01))水體組成。eq\x(\s\up1(02))湖水與雪屬于水圈；eq\x(\s\up1(03))草原與森林屬于生物圈；雪山包括雪和山，分別屬于eq\x(\s\up1(04))水圈、巖石圈。圈層的聯系地球圈層不是存在的，而是與其他圈層相互聯系的。湖泊屬于水圈；湖泊中有生物，涉及到eq\x(\s\up1(05))生物圈；湖泊的邊緣主要是由巖石組成的，涉及到eq\x(\s\up1(06))巖石圈。[答案](1)A(2)A教材活動巧點撥[教材第23頁探究]思路點撥1.略。2．地震波在不同介質中傳播速度不同，科學家通過對地震波傳播速度的討論，來探測地球的內部結構。[教材第27頁活動]思路點撥1.圈層名稱界面地震波傳播特點圈層特點地殼(莫霍面)(古登堡面)傳播速度比擬勻稱呈固態，由巖石組成；厚度不均；由90多種化學元素組成地幔傳播速度增加呈固態，由含鐵、鎂的硅酸鹽類物質組成地核橫波消逝，縱波傳播速度下降由鐵和鎳組成，外核呈液態或熔融狀態，內核呈固態2．相同點：煮熟的雞蛋切開后呈現出蛋殼、蛋白、蛋黃三個圈層，它們分別相當于地球的三個內部圈層——地殼、地幔、地核，且厚度都是由外向內增加。不同點：地球內部圈層劃分更為簡單，地幔又可劃分為上地幔和下地幔，在上地幔上部還存在一個軟流層；地核又可分為內核和外核；另外，它們的物質狀態也不相同，煮熟的雞蛋全部呈現為固態，而地球的地殼、地幔和內核為固態，外核的物質那么為液態或熔融狀態。[教材第28頁活動]思路點撥1.(1)地震預警并不等同于地震預報。地震預報是指對尚未發生、但有可能發生的地震進行事先通知；地震預警那么是指破壞性地震已經發生、搶在地震波傳播到設防地區前，向設防地區提前幾秒至數十秒發出的快速警報，以減小當地的損失。(2)地震預警的主要意義在于為人們避險供應更多的時間，以削減傷亡損失。(3)合作探究避震方法。(4)本實踐活動旨在使同學把握應急避震的正確方法，提高應急反響力量。2．通過繪圖以及合作學習，可以關心同學建立地理空間概念，