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2019(秋)地理 必修 第一册 湘教版(新教材)第三节 地球的圈层结构

2021-03-05 来源:赴品旅游
第三节 地球的圈层结构

课标内容 核心素养目标 1.了解地震的主要构造和地震波的主要特征。(区域认知) 运用示意图,说明地球圈层结构。 2.结合地球圈层示意图,说明地球内部圈层和外部圈层的结构及特征。(综合思维) 3.结合新闻材料中的地质事件,如地震、火山喷发等,解释其发生的圈层。(地理实践力)

知识清单一 地震和地震波

(一)地震

1.概念:地壳快速释放能量过程中造成的地面震动,是一种危害和影响巨大的自然灾害。 2.地震构造

图中C为震源、B为震中、BC为震源深度、AB为震中距,D、E位于等震线上。 3.震级:地震的大小用震级表示。地震释放出来的能量越大,震级越高。一次地震,只有一个震级。

4.震级大小的影响:一般来说,5级以上的地震会造成不同程度的破坏,7级以上的地震常造成极大的破坏。

5.烈度:地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度,用烈度表示。一次地震,可以有多个烈度。

影响烈度大小的因素有震级大小、震源的深浅、震中距远近、土壤和地质条件、建筑物的抗震性能等。

(二)地震波

1.概念:地震的能量以波动的方式向外传播,形成地震波。 地震对地表带来的破坏基本上都是由横波造成的。 2.类型及特性 地震波 纵波(P波) 横波(S波) 传播速度 较快 较慢 传播介质 传播性质 固体、液体地震波在不同介质中的传播速度不同;和气体 固体 地震波经过不同介质的界面时,还会发生反射和折射现象 知识清单二 地球的内部圈层

1.内部圈层划分

(1)依据:地震波在不同介质中的传播速度不同。 (2)界面:图中C为莫霍面,D为古登堡面。 (3)圈层:地核、地幔、地壳三个圈层。

2.岩石圈:包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),由坚硬的岩石组成。

知识清单三 地球的外部圈层

1.地球外部圈层及特征

(1)大气圈:大气圈是包裹地球的气体层。随着高度的增加,大气的密度迅速减小。一般认为2 000~3 000千米高度是大气圈的上界,这里与星际空间的情况很接近。

(2)水圈:根据水存在的位置和状态,水圈可分为海洋水、陆地水、大气水和生

物水,其中陆地水又主要分为地表水和地下水,与人类社会关系最为密切。 (3)生物圈:生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,厚度约20千米,但是生物大部分集中在地面以上100米到水面以下200米的范围内,是生物圈的核心部分。

2.相互关系:大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透,共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。

1.某区域渔民正在船上作业,突然地震发生,此时船上的渔民会有什么样的感受?请说出理由。

提示 感觉到渔船不停地上下颠簸。因为横波不能够穿过液体传播,所以船上的渔民感觉不到,而纵波可以通过固、液、气传播,因此渔民可以感觉到上下颠簸。 2.莫霍面

克罗地亚地震学家莫霍洛维奇在研究1909年的一次地震时发现,某些地震波到达观测站比预计的快,根据分析,他大胆提出地球有内外层之分,即我们所说的地幔和地壳,其分界面也就被称之为莫霍洛维奇不连续面(莫霍面)。

3.生物圈

生物圈指地球上所有生态系统的统合整体,是地球的一个外层圈,其范围大约为海平面上下垂直约10公里。它包括地球上有生命存在和由生命过程变化和转变的空气、陆地、岩石圈和水。

任务清单一 地球的内部圈层

情境探究

[情境] 2018年5月8日,成都高新减灾所宣布在四川和云南建设地下云图网。该网建成后,可用其监测到的数据生成地下云图,自动或人工分析、研判,开展类似于气象预报的“看图说话”,预报地震。众所周知,地震预报是一项世界难题,目前尚无有效的预测技术和方法。据成都高新减灾所王暾博士介绍,川滇地下云图网既是中国首个地下云图网,也是世界地震预报领域的首创。

[探究] 人类是如何获取地球内部结构信息的?

提示 目前人类通过对地震波波速的研究来了解地球内部的结构信息。

素养凝练

1.地球内部圈层及特征

以莫霍面和古登堡面为界,可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个层。具体如下所示。

圈层名称 分层面 深度/千米 物质形态 特征 由岩石组成的坚硬外地壳 17(平均) 上地地 幔 幔 下地幔 莫霍面 古登堡面 地 核 内核 2.地壳与岩石圈的区别与联系

地壳位于莫霍面以上,是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬的外壳。岩石圈不同于地壳,岩石圈包括地壳和上地幔顶部(软流层以上),二者关系如下图所示:

外核 1 000 2 900 5 150 液态或熔融状态 固态 温度很高,密度、压力都很大 横波不能通过 固态 温度、压力、密度均增大 上部存在一个软流层 固态 壳,厚度不均,大洋部分薄,大陆部分厚

素养应用

读“地球内部圈层局部示意图”,完成1~2题。

1.图中正确表示岩石圈的序号是( ) A.① C.③

B.② D.④

2.关于图中①②③之间的关系,表示正确的是( )

A.甲 C.丙

B.乙 D.丁

解析 第1题,岩石圈的范围包括地壳和上地幔顶部(软流层之上),据图可知,③为岩石圈。故选C。第2题,据图可知,①为地表以下莫霍面以上,为地壳;②为两个界面之间的区域,为地幔;③为岩石圈,包括地壳和上地幔顶部。故选D。

答案 1.C 2.D

任务清单二 地球的外部圈层

情境探究

[情境] 己亥杂诗·浩荡离愁白日斜

龚自珍 (清)

浩荡离愁白日斜,吟鞭东指即天涯。 落红不是无情物,化作春泥更护花。

[探究] “落红不是无情物,化作春泥更护花”体现了哪些圈层之间的关系? 提示 生物圈与岩石圈。

素养凝练

1.生物圈对地球其他圈层的作用 对大气圈的影响 绿色植物能降低大气层中的二氧化碳浓度,调节气温 生物影响一些元素在水中的迁移和沉淀过程;生物体中的水通对水圈的影响 过被吸收和排出以及在生命系统内部的运动,参与着水圈的循环 对岩石圈的影响 生物风化作用和生物成矿作用 2.生物圈与其他圈层比较的特殊性表现

生物圈与大气圈、水圈和岩石圈这三个圈层相比较,其特殊性主要表现在:①生物圈是有生命存在的圈层;②生物圈与其他圈层交错分布, 其界线不像其他圈层那样分明;③生物圈不仅包括了地球上的全部生物, 而且包括了生物生存的环境,是地球上最大的生态系统。因此,生物圈的组成与结构和其他三个圈层相比最为复杂。

素养应用

3.下图为风景秀丽的黄果树瀑布景观。

(1)在黄果树瀑布景观中涉及了地球的哪几个圈层?构成该景观的主体要素属于地球的哪个圈层?

(2)该景观的形成体现了地球圈层之间具有怎样的关系?

答案 (1)黄果树瀑布景观涉及了岩石圈、大气圈、水圈、生物圈四个圈层。构成该景观的主体要素属于水圈。

(2)该景观的形成体现了地球圈层之间的相互联系、相互制约的关系。

课堂小结

考点必背

1.震级与烈度。

2.地震波的分类与特征。 3.地球内部圈层的划分及特征。 4.地球外部圈层的特征。

课堂学业达标

干热岩是一种高温岩体,埋藏于地下3~10千米,温度在150 ℃以上。通过注入凉水,吸收岩体热量转化成蒸汽,再抽取到地表加以利用,可用于发电、供暖等。在综合分析地质条件后,2017年9月我国在青海省钻获236 ℃的高温干热岩体。读“地球内部圈层结构示意图”,完成1~3题。

1.岩石圈( ) A.就是指地壳 C.包括软流层 2.干热岩位于( ) A.地壳 C.地核

B.地幔 D.软流层 B.全球厚度均一 D.由岩石组成

3.与太阳能发电相比,利用干热岩发电的优势是( ) A.受气候的影响小 C.开发技术要求高

B.属于清洁可再生能源 D.资源分布范围更广泛

解析 第1题,读图可知,岩石圈位于软流层以上,包括地壳与上地幔顶部,由岩石组成,全球厚度不均。故D正确,A、B、C错误。第2题,读图可知,地壳厚度范围为5~70 km,干热岩埋藏于地下3~10千米,故A正确。第3题,干热岩埋藏于地下,能量来自地球内部,因此受气候的影响小,故A正确。干热岩与太阳能都属于清洁可再生能源;开发技术要求都高;太阳能资源分布范围更广泛。故B、C、D错误。 答案 1.D 2.A 3.A

地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈,这些圈层与岩石圈相互联系、相互渗透,形成人类赖以生存和发展的自然环境。结合地球圈层构造示意图,完

成4~5题。

4.图中所示的圈层A、B、C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 5.C圈层( ) A.是一个连续圈层 C.位于莫霍面以上

B.规则的圈层 D.陆壳较薄,洋壳较厚

解析 第4题,地球外部圈层可分为大气圈、生物圈、水圈,其中生物圈包括大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部,即生物圈不单独占有空间。结合图示判断,A为生物圈,B为水圈,C为岩石圈。第5题,岩石圈位于软流层之上,是一个连续但不规则的圈层,大陆部分较厚,大洋部分较薄。 答案 4.D 5.A

6.阅读材料,回答下列问题。

2017年7月11日,大宇造船向美国钻井承包商Transocean交付建造的一艘超深水钻井船。这艘超深水钻井船最大作业水深3 657.6米,最大钻井深度12 192米。下图为岩石圈部分构造图。

(1)图中形成人类赖以生存和发展的自然环境的地球外部圈层有哪些? (2)①②两层构成大陆地壳,其划分的重要依据是 ,大陆

地壳和大洋地壳相比, 地壳较厚。

(3)图中④为 面,该界面地下平均深度(指大陆部分)是 。 (4)写出这艘超深水钻井船钻探到最深时的图示序号、圈层名称、构成物质及其状态。

解析 第(1)题,图中有大气、生物、水、岩石,涉及的外部圈层有大气圈、生物圈和水圈。第(2)题,根据教材内容,地震波是地球内部圈层划分的重要依据。图示地壳厚度分布不均,大洋地壳较薄,大陆地壳较厚。第(3)题,④界面位于地壳以下,为莫霍面,其在大陆部分的平均深度约为37千米。第(4)题,钻探地点应选择在地壳最薄的地方。超深水钻井船钻探到最深时,钻井深度近12 192米,根据材料中的深度标注,该钻井船能钻探到地幔之中的上地幔内。上地幔顶部由固态物质组成,是岩石圈的重要组成部分。

答案 (1)大气圈、生物圈、水圈。 (2)地震波在不同介质中传播速度的差异 大陆 (3)莫霍 37千米 (4)③;地幔;岩石;固态。

课后质量评估 A级·过基础

1.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波完全消失,P波的波速突然下降 C.S波、P波的波速都明显下降 D.P波完全消失,S波的波速突然下降

解析 莫霍面是地壳和地幔的分界面,纵波、横波在这个不连续面下,其传播速度都明显加快。 答案 A

下图为地壳结构示意图,读图完成2~3题。

2.到目前为止,对地球内部的了解主要通过( ) A.地质钻探 C.地层和化石

B.研究地震波 D.实验室分析

3.图中各层中,构成大陆地壳的是( ) A.①② C.②

B.① D.③

解析 目前对地球内部的了解主要通过地震波传播速度的研究。图示大陆地壳由硅铝层和硅镁层构成。 答案 2.B 3.A

下图为地球圈层结构示意图。读图,完成4~5题。

4.关于图中各圈层的叙述,正确的是( ) A.丙为大气圈 C.戊、己合为岩石圈

B.甲为水圈 D.乙为生物圈

5.构成自然地理环境的主要圈层有( ) A.图中甲、乙、丙、丁、戊圈层 B.图中丙、丁、戊、己、庚圈层 C.图中戊、己、庚圈层

D.大气圈、水圈、地壳、软流层

解析 第4题,图中甲为大气圈,乙为生物圈,丙为水圈,戊和丁合称为岩石圈。

第5题,构成自然地理环境的主要圈层有大气圈、水圈、生物圈和岩石圈,即图中的甲、丙、乙、丁、戊圈层。 答案 4.D 5.A

下图为某学生外出时拍到的照片,观察照片,回答6~8题。

6.该景观图体现出的地球圈层的个数是( ) A.2个

B.3个 C.4个 D.5个

7.构成该景观的主体要素属于的圈层是( ) A.生物圈 C.岩石圈

B.水圈 D.地壳

8.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.水圈的构成要素中,只有地表水处于不间断的循环之中

解析 第6题,景观图中涉及的圈层有水圈、生物圈、岩石圈和大气圈,共4大圈层。第7题,该景观的主体要素是瀑布,属于水圈。第8题,该瀑布的形成说明地球的圈层之间是相互联系、相互影响的,它们之间不断进行着物质迁移与能量的转化。

答案 6.C 7.B 8.B

9.读地球内部圈层示意图,完成下列各题。

(1)图中两个不连续面A为 ,B为 ,地震波通过B界面时,波速变化有何特征?

(2)填出图中字母代表的圈层名称:C ,D+E ,F+G 。 (3)自己设计图例,并在图中画出岩石圈的范围。 (4)如何推断地球内部各圈层的物质是固态还是液态?

解析 第(1)、(2)题,结合地球内部圈层结构及图示各字母的位置可判断各字母代表的名称,明确B界面为古登堡面,进而判断地震波通过此界面时的波速变化特征。第(3)题,岩石圈包含地壳和上地幔顶部,即软流层以上的部分。第(4)题,依据纵波和横波的特点分析。

答案 (1)莫霍面 古登堡面 纵波传播速度突然下降,横波完全消失。 (2)地壳 地幔 地核

(3)画图略(提示:软流层以上部分)。

(4)由于纵波可以通过固体、液体传播,而横波只能通过固体传播,由此可以判断:地壳和地幔属于固态,外核可能为液态或熔融状态。

B级·提能力

1.下图中的大圆、中圆和小圆依次代表的地理概念可能是( )

A.地核、地幔、地壳

B.地球内部圈层、岩石圈、地壳 C.岩石圈、地幔、地核

D.岩石圈、上地幔顶部、地壳

解析 地球的内部圈层包括地壳、地幔和地核。地壳和上地幔的顶部合称岩石圈。 答案 B

2.下图为“地球号研究船钻探示意图”,此船值得期待的科技成果是:钻探到地幔。判断下列说法不正确的是( )

A.钻探到地幔过程中,钻头将经过岩石圈 B.钻探到地幔的过程中,可能接触到岩浆 C.钻头钻探过程中将经受高温高压的考验 D.从地表不同部位钻探到地幔的深度一定相同

解析 由于地壳的厚度不同,所以从地表钻探到地幔的深度不同。 答案 D

读地球圈层结构示意图,回答3~4题。

3.图中数码所代表的地球圈层正确的是 ( ) A.①为大气圈 C.③为软流层

B.②为岩石圈 D.④为下地幔

4.下列有关地球圈层特点的叙述,正确的是 ( ) A.①②圈层的分布是均匀的 B.岩石圈是由①②组成 C.③圈层位于上地幔

D.④圈层的物质状态为固态

解析 第3题,由图可知,①处为海洋,应为水圈,故A错,②处深度为37千米,即为地壳,岩石圈包括地壳和上地幔顶部,故B错。从地面到深度80千米处为岩石圈,故③为软流层,C正确。2 900千米处为古登堡面,该界面以下④处为外核,D错。第4题,水圈(①层)是连续而不均匀的圈层,A错。①是水圈,不是岩石圈的一部分,B错。③是软流层,位于上地幔,C正确。④为外核,物质状态为液态或熔融状态,D错。 答案 3.C 4.C

地球各个圈层相互联系、相互影响,共同形成一个整体。读下图完成5~6题。

5.下列关于①②③④四个圈层特点的叙述,正确的是( ) A.①圈层不连续也不规则 B.②圈层由气体和悬浮物组成 C.③圈层由所有生物组成 D.④圈层是厚度最大的圈层

6.关于图中各圈层的关系,叙述正确的是( ) A.①圈层物质进入②圈层主要依靠降水 B.②圈层通过光合作用为③圈层提供氧气等气体 C.③圈层有机物进入④圈层依靠生态系统的物质循环 D.④圈层的矿物质进入①圈层的主要过程是风化

解析 第5题,依据图示信息可以推知,①圈层为水圈,是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层;②圈层为大气圈,是由气体和悬浮物组成的复杂系统;

③圈层为生物圈,是地球表层生物及其生存环境的总称;④圈层为岩石圈,是指地壳和上地幔的顶部(软流层以上),由坚硬的岩石组成;厚度最大的圈层是大气圈。第6题,由上题分析可知,①圈层为水圈,②圈层为大气圈,③圈层为生物圈;④圈层为岩石圈。水圈物质进入大气圈主要依靠蒸发和植物蒸腾,生物圈通过光合作用为大气圈提供氧气等气体,生物圈通过生态系统的物质循环从岩石圈中获取无机物,将有机物释放至岩石圈中,并改造岩石圈;岩石圈的矿物质主要通过侵蚀、搬运过程进入水圈。 答案 5.B 6.C

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