地球的圈层结构导学案

1、第四节第四节 地球的圈层结构地球的圈层结构【情景导入】【情景导入】北京时间北京时间20112011年年3 3月月1111日日1313时时4646分，日本东分，日本东北地区宫城县以东太平洋海域发生里氏北地区宫城县以东太平洋海域发生里氏9.09.0级强震，这是日本历史上级强震，这是日本历史上“近近12001200年一遇年一遇”的地震。尽管日本应对地震的经验非常成熟的地震。尽管日本应对地震的经验非常成熟，但由于此次地震强度极为罕见，因此预计，但由于此次地震强度极为罕见，因此预计将给日本造成将给日本造成“数以千万美元计数以千万美元计”的经济损的经济损失。失。 【思考】为何地震发生时当地居民【思考】为何

2、地震发生时当地居民先感到颠簸后感到晃动？先感到颠簸后感到晃动？目标定位目标定位1.1.了解地震波的类型及传播特征了解地震波的类型及传播特征、地地球的外部圈层的构成及各层的基本球的外部圈层的构成及各层的基本特征特征、低层大气的组成及分层现象。低层大气的组成及分层现象。2.2.掌握地球内部圈层的划分及岩石掌握地球内部圈层的划分及岩石圈与软流层的区别。圈与软流层的区别。3.3.理解地震波在研究地球内部结构理解地震波在研究地球内部结构方面的意义。方面的意义。【基础知识导学】【基础知识导学】一、地球的内部圈层一、地球的内部圈层1 1划分依据：划分依据：_。2 2划分界面：划分界面：_面和面和_面。面。3

3、 3内部圈层：自外向内分为内部圈层：自外向内分为_、_、_三层。三层。4 4圈层特点圈层特点(1)(1)地壳：地表到地壳：地表到_，是由，是由_组成的固体外壳；厚度不均，组成的固体外壳；厚度不均，_部分薄，部分薄， _部分厚。部分厚。(2)(2)地幔：界于莫霍面与地幔：界于莫霍面与_之间；之间；上地幔上部有一个上地幔上部有一个_，这里可能为，这里可能为_的发源地。的发源地。(3)(3)地核：地核：_面以下的部分；主要由面以下的部分；主要由_和和_组成。组成。一、地球的内部圈层一、地球的内部圈层1 1划分依据：划分依据：地震波地震波。2 2划分界面：划分界面：莫霍莫霍面和面和古登堡古登堡面。面。

4、3 3内部圈层：自外向内分为内部圈层：自外向内分为地壳地壳、地幔地幔、地核地核三层。三层。4 4圈层特点圈层特点(1)(1)地壳：地表到地壳：地表到莫霍面莫霍面，是由，是由岩石岩石组成的组成的固体外壳；厚度不均，固体外壳；厚度不均，大洋大洋部分薄，部分薄，大陆大陆部部分厚。分厚。(2)(2)地幔：界于莫霍面与地幔：界于莫霍面与古登堡古登堡之间；上地之间；上地幔上部有一个幔上部有一个软流层软流层，这里可能为，这里可能为岩浆岩浆的发的发源地。源地。(3)(3)地核：地核：古登堡古登堡面以下的部分；主要由面以下的部分；主要由铁铁和和镍镍组成。组成。二、地球的外部圈层二、地球的外部圈层1 1大气圈大气

5、圈(1)(1)低层大气成分组成：低层大气成分组成：_、_和固体杂质。和固体杂质。(2)(2)大气成分的作用大气成分的作用_：是地球生物体的重要组成部分。：是地球生物体的重要组成部分。氧气：一切生物氧气：一切生物_必需的物质。必需的物质。二氧化碳：含量虽少，却是绿色植物进行二氧化碳：含量虽少，却是绿色植物进行_的重要原料。的重要原料。臭氧：能大量吸收太阳辐射中的臭氧：能大量吸收太阳辐射中的_，使生物免受其害。使生物免受其害。水汽：是影响水汽：是影响_的重要因素。的重要因素。(3)(3)垂直分层垂直分层依据大气垂直方向上依据大气垂直方向上_及及_，可将大气分为可将大气分为_、_和高层大气。和高层大

6、气。大气的垂直分层大气的垂直分层二、地球的外部圈层二、地球的外部圈层1 1大气圈大气圈(1)(1)低层大气成分组成：低层大气成分组成：干洁空气干洁空气、水汽水汽和固体和固体杂质。杂质。(2)(2)大气成分的作用大气成分的作用氮气氮气：是地球生物体的重要组成部分。：是地球生物体的重要组成部分。氧气：一切生物氧气：一切生物生命活动生命活动必需的物质。必需的物质。二氧化碳：含量虽少，却是绿色植物进行二氧化碳：含量虽少，却是绿色植物进行光合光合作用作用的重要原料。的重要原料。臭氧：能大量吸收太阳辐射中的臭氧：能大量吸收太阳辐射中的紫外线紫外线，使生，使生物免受其害。物免受其害。水汽：是影响水汽：是影响

7、天气变化天气变化的重要因素。的重要因素。(3)(3)垂直分层垂直分层依据大气垂直方向上依据大气垂直方向上物理性质物理性质及及运动状况运动状况，可，可将大气分为将大气分为对流层对流层、平流层平流层和高层大气。和高层大气。大气的垂直分层大气的垂直分层 层层占大气质量的占大气质量的 ，几乎全部水汽，几乎全部水汽和和( )( )特征：气温随着海拔高度增加特征：气温随着海拔高度增加而而 ，空气，空气 运动显著，天运动显著，天气现象复杂多变气现象复杂多变 层层有大量吸收有大量吸收 的的 层层气温随着海拔高度增加而气温随着海拔高度增加而 ，大气以大气以 运动为主运动为主 大气：有大气：有 ，能反射无线电波，

8、能反射无线电波对流对流层层占大气质量的占大气质量的 3/43/4 ，几乎，几乎全部水汽和全部水汽和固体杂质固体杂质 特征：气温随着海拔高度增加特征：气温随着海拔高度增加而而递增递增，空气，空气对流对流运动显著，运动显著，天气现象复杂多变天气现象复杂多变平流平流层层有大量吸收有大量吸收紫外线紫外线 的的臭氧臭氧层层气温随着海拔高度增加而气温随着海拔高度增加而增加增加，大气以大气以水平水平运动为主运动为主高层高层大气：有大气：有电离层电离层，能反射无线电波，能反射无线电波2 2水圈水圈(1)(1)组成组成海洋水：是水圈的主体，占总量海洋水：是水圈的主体，占总量的的_以上，面积占全球面积的以上，面积

9、占全球面积的_。陆地水：包括陆地水：包括_、河流水、河流水、_、地下水、沼泽水等，其中、地下水、沼泽水等，其中_占淡水的占淡水的2/32/3。(2)(2)意义：几乎伴随着一切自然地意义：几乎伴随着一切自然地理过程，促进理过程，促进_的发展和演的发展和演化。化。2 2水圈水圈(1)(1)组成组成海洋水：是水圈的主体，海洋水：是水圈的主体，占总量的占总量的97%97% 以上，面积占全球面以上，面积占全球面积的积的71%71%。陆地水：包括陆地水：包括湖泊水湖泊水、河流水、河流水、冰川水冰川水、地下水、沼泽水等，其中、地下水、沼泽水等，其中冰川水冰川水占淡水的占淡水的2/32/3。(2)(2)意义：

10、几乎伴随着一切自然地意义：几乎伴随着一切自然地理过程，促进理过程，促进地理环境地理环境的发展和演的发展和演化。化。3 3生物圈生物圈(1)(1)组成：是由地球组成：是由地球_及其及其_构构成的特殊又重要的圈层。成的特殊又重要的圈层。(2)(2)意义：自然地理环意义：自然地理环境系统中境系统中_的圈层。的圈层。3 3生物圈生物圈(1)(1)组成：是由地球组成：是由地球生物生物及其及其生存环境生存环境构成的特殊又重要的构成的特殊又重要的圈层。圈层。(2)(2)意义：自然地理环境系统意义：自然地理环境系统中中最活跃最活跃的圈层。的圈层。【合作探究】【合作探究】探究一：地球的内部圈层探究一：地球的内部

11、圈层阶段一：图表解读阶段一：图表解读读教材图读教材图1 14 41 1地球内部圈层地球内部圈层结构示意，据图分析：结构示意，据图分析：(1)(1)在莫霍面和古登堡面，地震波在莫霍面和古登堡面，地震波波速的突然变化说明了什么问题？波速的突然变化说明了什么问题？(2)(2)推测地幔和外地核的物质状态推测地幔和外地核的物质状态可能是什么？可能是什么？阶段一：图表解读阶段一：图表解读读教材图读教材图1 14 41 1地球内部圈层结构示意，地球内部圈层结构示意，据图分析：据图分析：(1)(1)在莫霍面和古登堡面，地震波波速的突在莫霍面和古登堡面，地震波波速的突然变化说明了什么问题？然变化说明了什么问题？

12、(2)(2)推测地幔和外地核的物质状态可能是什推测地幔和外地核的物质状态可能是什么？么？提示提示：(1)(1)地震波波速的突然变化说明莫霍面地震波波速的突然变化说明莫霍面和古登堡面两侧物质或物质的性质差异很大。和古登堡面两侧物质或物质的性质差异很大。(2)(2)地幔中横波可以通过，由此推知地幔的地幔中横波可以通过，由此推知地幔的物质状态为固态。外地核中横波不能通过，物质状态为固态。外地核中横波不能通过，由此可推知外地核可能是熔融状态。由此可推知外地核可能是熔融状态。阶段二、核心知识小结阶段二、核心知识小结1 1圈层的划分圈层的划分以莫霍面和古登堡面为界，可以将地球内部划分以莫霍面和古登堡面为界

13、，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。为地壳、地幔和地核三个圈层。2 2各圈层特点各圈层特点 地球内部圈地球内部圈层构造层构造不连不连续界续界面面( (圈圈层界层界线线) )平均平均深度深度(km)(km)地震波地震波的速度的速度变化变化主要组主要组成物质成物质各圈层的主要特点各圈层的主要特点 莫莫霍面霍面古古登堡登堡面面17(17(全全球平球平均均) )1000100029002900纵波纵波和横波和横波速度明速度明显加快显加快纵波纵波速度突速度突然减慢然减慢，横波，横波消失消失岩石岩石厚度不均，厚度不均， 部分薄，大陆部分部分薄，大陆部分厚厚地地幔幔 铁、镁铁、镁的硅酸的硅酸盐类

14、盐类上地幔上部存在一上地幔上部存在一个个 ，可能，可能是岩浆的主要发源是岩浆的主要发源地；软流层以上部地；软流层以上部分为岩石分为岩石 外地核外地核可能呈可能呈 状态状态内地核内地核以铁、以铁、镍为主镍为主呈固态，压力极大呈固态，压力极大地球内地球内部圈层部圈层构造构造不连续不连续界面界面( (圈层圈层界线界线) )平均平均深度深度(km)(km)地震波的地震波的速度变化速度变化主要组主要组成物质成物质各圈层的主要特点各圈层的主要特点地壳地壳 莫霍莫霍面面古登古登堡面堡面1717( (全球全球平均平均) )1000100029002900纵波和纵波和横波速度横波速度明显加快明显加快纵波速纵波速

15、度突然减度突然减慢，横波慢，横波消失消失岩石岩石厚度不均，厚度不均，大洋大洋 部部分薄，大陆部分厚分薄，大陆部分厚地地幔幔上地上地幔幔 下地下地幔幔 铁、镁铁、镁的硅酸的硅酸盐类盐类上地幔上部存在一上地幔上部存在一个个软流层软流层，可能是，可能是岩浆的主要发源地；岩浆的主要发源地；软流层以上部分为软流层以上部分为岩石岩石地地地地核核 外地外地核核可能呈可能呈熔融熔融状态状态内地内地核核以铁、以铁、镍为主镍为主呈固态，压力极大呈固态，压力极大阶段三：方法引导阶段三：方法引导 1 1、地壳与岩石圈的关系、地壳与岩石圈的关系岩石圈是由岩石组成的，包括地壳和上地幔顶部岩石圈是由岩石组成的，包括地壳和上

16、地幔顶部( (软流软流层以上的上地幔层以上的上地幔) )。岩石圈所包含的范围大，平均厚度。岩石圈所包含的范围大，平均厚度7070100100千米。如下图所示：千米。如下图所示：2 2、地壳厚度不均。表现为：陆壳厚，洋壳薄；山地厚，、地壳厚度不均。表现为：陆壳厚，洋壳薄；山地厚，平原薄；高处厚，低处薄等。平原薄；高处厚，低处薄等。 探究二：地球的外部圈层探究二：地球的外部圈层阶段一：图表解读阶段一：图表解读读教材图读教材图1 14 45 5大气的垂直分大气的垂直分层层( (中纬度地区中纬度地区) )，据图分析：，据图分析：(1)(1)地球外层大气可以分为哪几个地球外层大气可以分为哪几个层次？各有

17、何主要特点？层次？各有何主要特点？(2)(2)对流层厚度随季节和纬度如何对流层厚度随季节和纬度如何变化？变化？(3)(3)平流层内温度随高度增加而递平流层内温度随高度增加而递增的原因是什么？对航空飞行非常增的原因是什么？对航空飞行非常有利的原因是什么？有利的原因是什么？提示提示：(1)由下往上可依次划分为对流由下往上可依次划分为对流层、平流层和高层大气三个层次。层、平流层和高层大气三个层次。对流层的特点对流层的特点：气温随高度的增加气温随高度的增加而降低；而降低；对流运动显著；对流运动显著；天气天气现象和天气变化主要发生在这一层现象和天气变化主要发生在这一层。平流层的特点：平流层的特点：气温随

18、高度增加气温随高度增加呈明显递增趋势；呈明显递增趋势；空气大多作水空气大多作水平运动。平运动。高层大气的特点：高层大气的特点：大气的密度非大气的密度非常小；常小；电离层能够反射无线电波。电离层能够反射无线电波。(2)夏季对流层增厚，冬季变薄；低纬夏季对流层增厚，冬季变薄；低纬度地区度地区厚，高纬度地区薄。厚，高纬度地区薄。(3)平流层大气的热量主要来自臭氧对平流层大气的热量主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收，上部臭氧对紫外线太阳紫外线的吸收，上部臭氧对紫外线吸收较多。吸收较多。平流层上部热下部冷，大气稳定，不易平流层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流，平流层内的空气大多作水平形成对流，平流层内的

19、空气大多作水平运动。同时平流层水汽、杂质含量极少，运动。同时平流层水汽、杂质含量极少，大气平稳，天气晴朗，对航空飞行非常大气平稳，天气晴朗，对航空飞行非常有利。有利。阶段二、核心知识小结阶段二、核心知识小结大气圈大气圈大气的垂直分层及特点大气的垂直分层及特点依据大气在垂直方向上的物理性质及运动状况，可将大依据大气在垂直方向上的物理性质及运动状况，可将大气自下而上分为对流层气自下而上分为对流层.平流层平流层.高层大气，具体分析如下：高层大气，具体分析如下：分分层层高度范围高度范围主要特点主要特点特点成因特点成因与人类与人类的关系的关系对对流流层层低纬：低纬： 17171818千米千米中纬：中纬：

20、 10101212千米千米高纬：高纬： 8 89 9千米千米气温随高度的增加而气温随高度的增加而_ (_ (每升高每升高100100米，米，气温平均下降气温平均下降_ )_ ) 是对流层大气主要、是对流层大气主要、直接热源直接热源人类生人类生活在对活在对流层底流层底部部, ,与人与人类关系类关系最密切最密切空气对流运动显著空气对流运动显著该层上部冷、下部热该层上部冷、下部热天气现象复杂多变天气现象复杂多变几乎全部的水汽、杂质几乎全部的水汽、杂质都集中在该层都集中在该层, , 运动运动显著显著, ,易成云致雨易成云致雨平平流流层层从对流层顶从对流层顶至至50505555千千米米气温随高度增加呈明

21、显气温随高度增加呈明显_趋势趋势该层中的臭氧吸收太阳该层中的臭氧吸收太阳紫外线紫外线人类生人类生存环境存环境的天然的天然屏障；屏障；利于航利于航空飞行空飞行以以_运动为主运动为主该层大气上热下冷该层大气上热下冷, ,大气大气平稳平稳天气晴朗单一天气晴朗单一水汽、杂质含量极少，水汽、杂质含量极少，大气平稳大气平稳高高层层大大气气从平流层顶从平流层顶到到3 0003 000千千米米大气密度非常小大气密度非常小距地面远，受到引力小距地面远，受到引力小_层层能反射能反射无线电无线电波波分层分层高度范围高度范围 主要特点主要特点特点成因特点成因与人类的与人类的关系关系对流层对流层低纬：低纬： 17171

22、818千米千米中纬：中纬： 10101212千米千米高纬：高纬： 8 89 9千米千米气温随高度的增加而气温随高度的增加而降低降低 ( (每升高每升高100100米，气温平均下米，气温平均下降降0.60.6 ) )地面地面是对流层大气主是对流层大气主要、直接热源要、直接热源人类生活人类生活在对流层在对流层底部底部, ,与与人类关系人类关系最密切最密切空气对流运动显著空气对流运动显著该层上部冷、下部热该层上部冷、下部热天气现象复杂多变天气现象复杂多变几乎全部的水汽、杂几乎全部的水汽、杂质都集中在该层质都集中在该层, ,对流对流 运动显著运动显著, ,易成云致雨易成云致雨平流层平流层从对流层顶至从

23、对流层顶至50505555千米千米气温随高度增加呈明显气温随高度增加呈明显升高升高趋势趋势该层中的臭氧吸收太该层中的臭氧吸收太阳紫外线阳紫外线人类生存人类生存环境的天环境的天然屏障；然屏障；利于航空利于航空飞行飞行以以平流平流运动为主运动为主该层大气上热下冷该层大气上热下冷, ,大大气平稳气平稳天气晴朗单一天气晴朗单一水汽、杂质含量极少，水汽、杂质含量极少，大气平稳大气平稳高层大高层大气气从平流层顶到从平流层顶到3 0003 000千米千米大气密度非常小大气密度非常小距地面远，受到引力距地面远，受到引力小小电离电离层能层能反射无线反射无线电波电波阶段三：方法引导阶段三：方法引导逆温现象及其影响

24、逆温现象及其影响(1)(1)对流层气温有时候出现下列情况：对流层气温有时候出现下列情况：a.a.海拔上海拔上升，气温升高；升，气温升高；b.b.海拔上升海拔上升10001000米，气温下降幅米，气温下降幅度小于度小于66。这就是逆温现象。如图所示：。这就是逆温现象。如图所示：图中甲属情况图中甲属情况b，其余属情况，其余属情况a。(2)(2)逆温现象对人类生产、生活的影响逆温现象对人类生产、生活的影响出现多雾和晴朗干燥天气。早晨多雾的天气大出现多雾和晴朗干燥天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故

25、。们的出行带来不便，甚至出现交通事故。加剧大气污染。由于逆温的存在，空气垂直对加剧大气污染。由于逆温的存在，空气垂直对流受阻，就会造成近地面污染物不能及时扩散，流受阻，就会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。如果位于盆地内从而危害人体健康。如果位于盆地内，将会更加严将会更加严重。重。对航空造成影响。对航空造成影响。“逆温逆温”现象如果出现在低现象如果出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。而空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。而“逆温逆温”现象如果出现在高空，却对飞机飞行极为有利。现象如果出现在高空，却对飞机飞行极为有利。因为，因为，“逆温逆温”的出现会阻碍空气垂直对流的发的出现会阻碍

26、空气垂直对流的发展，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。展，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。教材教材P29复习题复习题1地壳和地幔之间存在一个莫霍面，地幔和地地壳和地幔之间存在一个莫霍面，地幔和地核之间存在一个古登堡面。核之间存在一个古登堡面。地壳是由岩石组成的，地壳中主要的化学元素有地壳是由岩石组成的，地壳中主要的化学元素有氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁。地壳的厚度氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁。地壳的厚度在各处是不均一的，一般来说，大洋地壳较薄，在各处是不均一的，一般来说，大洋地壳较薄，主要由密度大的玄武岩类岩石组成；大陆地壳较主要由密度大的玄武岩类岩石组成；大陆地壳较厚，表层主要由密度较小的花岗岩类岩石组成。厚，表层主要由密度较小的花岗岩类岩石组成。与地壳相比，地幔的化学组成变