高中地理第一章行星地球第四节地球的圈层结构学案新人教版必修1.docx

高中地理第一章行星地球第四节地球的圈层结构学案新人教版必修1.docx

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高中地理第一章行星地球第四节地球的圈层结构学案新人教版必修1

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高中地理第一章行星地球第四节地球的圈层结构学案新人教版必修1

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第四节　地球的圈层结构

课程标准　

说出地球的圈层结构，概括各圈层的主要特点。

学习目标

1.根据地震波（横波和纵波）在地下传播速度的变化示意图，了解地球内部圈层的组成和划分依据，并掌握地球内部各圈层的主要特征。

2.结合大气的垂直分层示意图，掌握大气圈的概念、组成与结构。

3.了解水圈、生物圈的基本特征。

[基础知识梳理]

教材梳理1　地球的内部圈层

阅读教材P24～P25“地球的内部圈层”，填写下列知识。

1．圈层划分依据

地震波在不同物质中的传播速度不同。

2．主要圈层

（1）图中划分地球内部圈层的分界面M是莫霍面，N是古登堡面。

（2）A层为地壳，由岩石组成，厚度不一，大陆部分较厚，大洋部分较薄。

（3）B层为地幔，分为上地幔和下地幔两部分，其中上地幔上部的软流层被认为是岩浆的发源地。

地壳和上地幔顶部（软流层以上的上地幔），合称岩石圈。

（4）C层为地核，由铁和镍组成。

分为外地核和内地核，其中外地核可能呈熔融状态。

【图表解读】　读教材图1－4－1地球内部圈层结构示意，据图分析：

（1）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？

（2）推测地幔和外地核的物质状态可能是什么？

提示　

（1）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。

（2）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，由此可推知外地核可能是熔融状态。

教材梳理2　地球的外部圈层

阅读教材P25～P28“地球的外部圈层”，填写下列知识。

1．大气圈

（1）低层大气的组成及作用。

组成

含量

作用

干洁空气

氮和氧

二者占干洁空气体积的99%

任何有机体健康生长必不可少的元素

一切生物生命活动必需的物质

二氧化碳

很少

植物进行光合作用的重要原料；对地面具有保温作用

臭氧

很少

吸收太阳紫外线，保护地球生物

水汽

很少

影响天气变化的重要因素

固体杂质

（2）大气的垂直分层。

①填出大气层的名称：

A对流层，B平流层，C为高层大气。

②各个大气层的特点和作用：

A层

B层

C层

2．水圈

（1）组成

（2）作用：

水几乎伴随一切自然地理过程，促进地理环境的发展和演化。

3．生物圈

（1）组成：

由地球所有生物及其生存环境所构成的圈层。

它非常活跃，是极其特殊和重要的地理圈层。

（2）特征：

生物圈分别存在于整个水圈、大气圈下层和地壳上层，是自然地理环境系统中最活跃的圈层。

【图表解读】　读教材图1－4－5大气的垂直分层（中纬度地区），据图分析：

（1）地球外层大气可以分为哪几个层次？

各有何主要特点？

（2）对流层厚度随季节和纬度如何变化？

（3）平流层内温度随高度增加而递增的原因是什么？

对航空飞行非常有利的原因是什么？

提示　

（1）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。

对流层的特点：

①气温随高度的增加而降低；②对流运动显著；③天气现象和天气变化主要发生在这一层。

平流层的特点：

①气温随高度增加呈明显递增趋势；②空气大多作水平运动。

高层大气的特点：

①大气的密度非常小；②电离层能够反射无线电波。

（2）夏季对流层增厚，冬季变薄；低纬度地区厚，高纬度地区薄。

（3）平流层大气的热量主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收，上部臭氧对紫外线吸收较多。

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，对航空飞行非常有利。

[预习效果自测]

若动画片《喜羊羊与灰太狼》有一集想设计喜羊羊“遁地”前往地球另外一侧去看看。

他从家中钻入地下，始终保持直线前进并穿越地心。

据此完成1～2题。

1．在他穿越地心前，依次穿越的是（　　）

A．地壳—地幔—地核—莫霍面—古登堡面

B．地壳—古登堡面—地幔—莫霍面—地核

C．地幔—莫霍面—地核—古登堡面—地壳

D．地壳—莫霍面—地幔—古登堡面—地核

2．如果喜羊羊希望利用地震波来寻找海底油气矿藏，下列四幅地震波示意图中表示海底储有石油的是（　　）

A．①B．②C．③D．④

解析　第1题，由地球的内部圈层结构可知，从地表到地心依次是地壳、莫霍面、地幔、古登堡面和地核。

第2题，若海底储有石油，因横波不能穿过液体，故横波到达一定深度后会消失，故选A项。

答案　1.D　2.A

读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，据此完成3～4题。

3．关于图中内容的叙述，正确的是（　　）

A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化

B．随高度增加气温渐高，气压渐低

C．距地面20千米处气压降为地面的一半

D．对流层垂直方向上温度变化范围是20～－60℃

4．关于图中①②层大气的正确叙述是（　　）

A．①层大气厚度随纬度增加而增厚

B．②层因氧原子吸收紫外线而增温

C．①层大气与人类关系最密切

D．②层复杂的天气现象不利于飞行

解析　第3题，大气垂直分层的依据是温度随高度的变化；不同大气层，其温度的变化不同；距地面20km处气压不到地面的1/20。

第4题，对流层厚度与纬度呈负相关；平流层升温是因为臭氧吸收紫外线；平流层天气晴朗，空气以水平运动为主，有利于飞行。

答案　3.D　4.C

读下图，完成5～6题。

5．B圈按存在的位置和状态可分为（　　）

A．液态水、固态水、气态水

B．海洋水、陆地水、大气水、生物水

C．地表水、地下水、大气水

D．海洋水、地表水、地下水、大气水

6．地球生态系统中的主体和最活跃的因素是（　　）

A．大气B．水

C．岩石和土壤D．生物

解析　第5题，据图可知，B圈为广布于陆地、海洋、大气、生物体内的水圈。

第6题，生物是组成生物圈的主体部分，而生物圈是地球上最大的生态系统，生物是其中最活跃的因素。

答案　5.B　6.D

探究点一　地球的内部圈层结构

【案例探究】　探索地球内部圈层一直是人类关注的焦点。

探索地球内部圈层最直观的方法就是进入地球内部观察，然而在目前的科技水平下是不可行的。

科学家通过对地震波传播速度的研究，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。

　结合材料探究：

（1）地震波分为哪几类？

其传播速度有何特点？

（2）地球内部可分为哪几个圈层？

它们分别是哪种物质形态？

提示　

（1）地震波分为纵波和横波，在不同介质中传播速度不同。

其中，纵波传播速度快，可通过固体、液体和气体；横波传播速度慢，只能通过固体传播。

（2）地球内部可以分为地壳、地幔和地核三层，地幔也可再细分为上地幔和下地幔，地核又分成外地核和内地核。

地壳、地幔、内地核为固体。

外地核因为横波不能通过，所以可能呈熔融状态。

【反思归纳】

1．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为地壳、地幔和地核三个圈层。

2．岩石圈与地壳的区别

地壳、上地幔、岩石圈、软流层示意图

地壳与岩石圈既有相同点也有区别。

它们都是由岩石组成的，都呈固体状态。

地壳是地球内部三个圈层的最外层，以莫霍面与地幔为界。

岩石圈不属于地球内部三个圈层的划分，它包括地壳和上地幔的顶部（软流层以上的部分），它的范围比地壳大，以软流层与地球内部的其他部分为界。

3．各圈层特点

地球内部圈层构造

不连续界面（圈层界线）

平均深度（千米）

地震波的速度变化

主要组成物质

各圈层的主要特点

地壳

莫霍面

古登堡

面

17

1000

2900

岩石

厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚

地幔

上地幔

纵波和横波速度明显加快

铁、镁的硅酸盐类

上地幔上部存在一个软流层，可能是岩浆的主要发源地

下地幔

地核

外地核

纵波速度突然减慢，横波消失

以铁、镍为主

可能呈熔融状态

内地核

呈固态，压力极大

误区警示　易错点：

当地震发生时，地面只左右晃动，这种说法是错误的。

辨析：

地震发生时，地球内能以地震波的形式从震源强烈释放出来，从而引起一定范围内地面的震动。

地震波分纵波（P波）和横波（S波），纵波传播的速度较快，最先到达地面，引起地面上下跳动；横波传播的速度较慢，随纵波之后到达地面，引起地面左右晃动。

所以，当地震发生时，人们首先感到地面上下跳动，然后左右晃动。

【即时巩固】　读地震波速度和地球构造图，完成下列各题。

（1）关于地震波的叙述，正确的是（　　）

A．④通过固体、液体传播，③的传播只能通过液体

B．④传到②，波速突然下降

C．④和③在①中波速明显减小

D．①②均为液体，所以纵波和横波都能通过

（2）①上下两侧名称分别为（　　）

A．地壳和地幔

B．岩石圈和地壳

C．地幔和地核

D．岩石圈和地幔

解析　第

（1）题，图中①为莫霍面，②为古登堡面，③为横波，④为纵波。

横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体、气体中传播。

横波、纵波传播到莫霍面时波速迅速升高，传播到古登堡面时，横波突然消失，纵波波速迅速降低。

第

（2）题，莫霍面是地壳和地幔的分界面。

答案　

（1）B　

（2）A

探究点二　大气的垂直分层

【案例探究】　

一架飞机在万米高空从北京飞往北极，沿途高度始终保持一致。

　结合材料探究：

（1）在北京上空，飞机飞行在大气层的哪一层？

该层的气温分布有何特点？

原因是什么？

（2）飞机到达北极上空时，飞机飞行在大气层的哪一层？

该层的气温分布有何特点？

原因是什么？

（3）为什么飞机在北京上空和北极上空所在的大气层不同？

提示　

（1）对流层。

对流层的气温随高度增加而降低，原因是地面是近地面大气的直接热源。

（2）平流层。

平流层的气温随高度升高迅速上升，是因为：

该层的气温基本不受地面影响，热量不是来自地面，而是主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收。

（3）对流层的厚度随纬度增高而变薄。

低纬地区气温高，空气对流旺盛，所以厚度大；高纬地区气温低，对流较弱，所以厚度薄。

【反思归纳】　大气的垂直分层

分

层

高度范围

主要特点

特点成因

与人类的关系

对

流

层

低纬：

17～18千米

中纬：

10～12千米

高纬：

8～9千米

气温随高度的增加而递减（每升高100米，气温约下降0.6°C）

地面是对流层大气的直接热源

人类生活在对流层底部，对流层与人类关系最为密切

空气对流运动显著

该层大气上部冷下部热

天气现象复杂多

几乎全部的水汽、杂质集中在该层，对流运动显著，易成云致雨

平

流

层

从对流层顶至50千米

气温随高度增加呈明显递增趋势

该层大气中的臭氧吸收太阳紫外线

是人类生存环境的天然屏障；利于航空飞行

以水平运动为主

该层大气上部热下部冷，大气稳定

天气晴朗

水汽、杂质含量极少，大气平稳

高

层

大

气

从平流层顶到

3000千米

大气密度非常小

距地面远，受到的引力小

电离层有大量离子和自由电子，能反射电磁波

误区警示　易错点：

对流层的厚度是一样厚的。

辨析：

对流层内大气温度在水平方向上的差异和在垂直方向上的递减，是造成对流运动的两个主要原因。

低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以对流层的厚度大；高纬地区受热少，对流较弱，所以对流层的厚度小。

同一地区，对流层高度夏季大于冬季。

【即时巩固】　读大气垂直分层示意图，完成下列各题。

（1）图中正确表示大气层温度垂直变化的曲线是（　　）

A．①B．②C．③D．④

（2）对短波通信具有重要意义的电离层位于（　　）

A．Ⅰ层顶部B．Ⅱ层底部

C．Ⅱ层中部D．Ⅲ层

（3）20xx年6月，我国发射的“神舟十号”飞船运行轨道所在大气层（　　）

A．温度在－50°C～20°C

B．温度随高度增加平衡下降

C．最低温度约为－80°C

D．最高温度约为40°C

解析　由下往上，对流层、平流层、高层大气温度垂直变化表现出不同的变化规律。

对流层的热量主要来自地面，因此温度随高度的增加而降低；平流层大气中的臭氧大量吸收紫外线而导致其升温；高层大气变化稍微复杂一点，随高度上升，温度先是下降，然后再上升。

值得注意的是在图中曲线相似的情况下，要从其温度值加以判别。

电离层位于70～500千米的高空，主要原因是高层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，它能够反射电磁波。

20xx年6月，我国发射的“神舟十号”飞船运动轨道是在高层大气中。

由图可知，高层大气最低温度约为－80°C，温度随高度增加先降低后上升。

答案　

（1）B　

（2）D　（3）C

知识结构

晨背索引

1．怎样根据地震波判断地球的内部圈层？

2．岩石圈与地壳的区别是什么？

3．地球内部各圈层有什么特点？

4．地球外部圈层有几层？

它们之间有什么联系？

5．对流层的分布范围、特点及成因、与人类活动的关系。

6．平流层的分布范围、特点及成因、与人类活动的关系。

7．高层大气的分布范围、特点及成因、与人类活动的关系。

对点练一　地球的内部圈层

读火山景观图和地球的内部圏层结构图，完成1～2题。

1．从火山口喷发出的炽热岩浆一般认为来源于（　　）

A．①圈层B．②圈层

C．③圈层D．④圈层

2．下列关于地球圈层特点的叙述正确的是（　　）

A．①圈层的厚度海洋比陆地大

B．②圈层横波不能通过

C．③圈层最可能为液态

D．④圈层的温度、压力和密度都较小

解析　根据地球内部圈层的划分特点并结合图示，可知圈层①为地壳，其中海洋部分较薄，大陆部分较厚；圈层②为地幔，其上部存在一个软流层，可能为岩浆的主要发源地之一；圈层③和④是地核，其中③为外地核，可能由液态物质组成，④为内地核，温度很高，压力和密度都很大。

答案　1.B　2.C

对点练二　大气的垂直分层

读大气垂直分层示意图，完成3～5题。

3．人造天体在升空的过程中，途经大气层的温度变化为（　　）

A．减—增

B．增—减

C．减—增—减—增

D．增—减—增—减

4．人类排放的氟氯烃，会破坏图中哪层中的臭氧（　　）

A．①层B．②层

C．③层D．③层以上大气层

5．大气对太阳辐射的削弱作用中，反射作用最强，这种作用主要发生在（　　）

A．①层B．②层C．③层D．④层

解析　第3题，结合大气层气温垂直变化规律可知，先减再增，再减再增，故选C。

第4题，人类排放的氟氯烃，能破坏臭氧层，而臭氧层主要位于平流层，图中②层即为平流层。

第5题，对太阳辐射起反射作用的主要是大气中的云层和颗粒较大的尘埃，而云层和尘埃主要集中在对流层中，所以对太阳辐射的反射作用也主要发生在对流层大气中，对应图中①层。

答案　3.C　4.B　5.A

课后作业

基础冲A练　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列有关地球内部圈层的说法，正确的是（　　）

①以莫霍面和古登堡面为界，地球内部由里向外可以划分为地壳、地幔、地核三个圈层　②地壳的厚度不均匀，大陆地壳较厚，大洋地壳较薄　③地幔以古登堡面为界分为上地幔和下地幔两层　④地核是地球内部三个圈层中温度最高的一层

A．①②B．③④C．①③D．②④

解析　地球的内部由里向外依次为地核、地幔和地壳三个圈层；古登堡面是划分地幔和地核的界线；受地球内部放射性元素衰变产生热能的影响，总体来说，地球内部的温度向里是增高的。

答案　D

（20xx·浙江杭州高一检测）20xx年2月27日，台湾东部海域发生里氏5.2级地震，深度有100千米。

读地球的内部圈层结构示意图（序号表示地球内部圈层），完成2～3题。

2．下列叙述正确的是（　　）

A．地震主要发生在④圈层

B．火山喷发出现在③圈层

C．①圈层表示岩石圈

D．②圈层表示地幔

3．造成台湾地震的主要原因是（　　）

A．太阳活动B．人类活动

C．火山喷发D．地壳运动

解析　第2题，根据图中古登堡界面可知，④为内地核，地震主要发生在岩石圈；图中③为外地核，一般认为软流层是岩浆的发源地，软流层位于上地幔顶部，图中②为地幔；根据图中莫霍面可知①为地壳，岩石圈包括地壳和上地幔上部。

第3题，地震能量主要来自地球内部，是地壳运动引起的。

答案　2.D　3.D

读地球圈层结构示意图（部分），完成4～5题。

4．有关图中圈层的叙述，正确的是（　　）

A．软流层存在于①层的上部

B．④分界面为莫霍面

C．②层在海洋下缺失

D．⑤分界面为古登堡面

5．人类赖以生存的地理环境的空间范围最接近于（　　）

A．生物圈B．水圈

C．①圈层D．②圈层

解析　第4题，图中①②两层为地壳，地壳与地幔（图中③层）的分界面为莫霍面（图中④）。

硅镁层在地壳中的分布是连续的；软流层存在于地幔（图中③层）的上部。

第5题，人类赖以生存的地理环境的空间范围是生物圈。

答案　4.B　5.A

读地球圈层结构示意图，完成6～7题。

6．关于图中各圈层的叙述，正确的是（　　）

A．A、B、C、D为地球外部圈层，C为生物圈

B．地球内部圈层由E、F、G三部分组成

C．A、B、C、D、E共同形成了人类赖以生存的地理环境

D．地震波在F、G交界面上，传播速度减为0

7．有关岩石圈的叙述，正确的是（　　）

①包括地壳和地幔　②主要是由各种岩石组成的　③位于软流层以上　④厚度不一，大陆部分厚，大洋部分薄，甚至缺失

A．①②B．②③C．①④D．②④

解析　第6题，图中A是大气圈、B是生物圈、C是水圈、D是地壳、E和F为地幔、G是地核。

A、B、C为地球外部圈层，地球内部圈层由D、E、F、G四部分组成。

横波在F、G交界面上，传播速度减为0。

第7题，岩石圈主要是由各种岩石组成的，位于软流层以上，包括地壳和上地幔顶部。

答案　6.C　7.B

8.读图，完成下列各题。

（1）该图反映的是________纬度大气的垂直分层，理由是____________。

（2）A层大气热量主要来自________，该层天气现象复杂多变的原因是：

①__________________；

②__________________。

（3）请补绘B层气温变化曲线。

该层22～27千米高度________含量达到最大值，成为人类生存环境的天然屏障。

（4）图中C层下部气温随高度的变化特点是________________________，推测气流运动形式是________。

（5）C层中有若干________层，____________强烈时，__________________信号会受影响。

（6）A→B→C大气密度变化趋势是________。

解析　第

（1）题，对流层的厚度因纬度而异，低纬为17～18千米，高纬为8～9千米。

据图示对流层的高度为12千米，可以判定该图反映的是中纬度大气的垂直分层。

第

（2）题，对流层的大气热量主要来自地面。

其天气复杂多变的原因有二：

一是该层集中了大气中几乎全部的水汽和固体杂质；二是空气的对流运动显著，气流上升时气温下降，容易成云致雨。

第（3）题，B层为平流层，因臭氧的存在，该层大量地吸收紫外线，一方面使气温随高度的上升而增高；另一方面使射向地面的紫外线大大减少，成为人类生存环境的天然屏障。

第（4）题，在50～85千米的高度范围内，气温的变化跟对流层的气温变化相似，都是随高度的上升而下降。

据此可以推测该层的空气运动以对流运动为主。

第（5）题，C层为高层大气，该层有电离层，电离层能反射无线电波，太阳活动能对电离层产生扰动，导致无线电短波通信被部分或全部中断。

第（6）题，由于大气层越高，距地心越远，受地球的吸引力越小，故大气密度越来越小。

答案　

（1）中　该地对流层高度为12千米，而对流层的高度在低纬为17～18千米，在高纬为8～9千米

（2）地面　该层集中了大气中几乎全部的水汽和固体杂质　空气的对流运动显著

（3）如右图所示：

臭氧

（4）气温随高度的上升而下降　对流

（5）电离　太阳活动　无线电短波

（6）逐渐变小

能力达标练

浅层地能主要指地球浅层地表数百米内的土壤砂石和地下水所蕴藏的低温热能。

据此回答1～2题。

1．浅层地能存在的内部圈层是（　　）

A．地壳B．地幔C．地核D．软流层

2．浅层地能的主要能量来源最可能是（　　）

A．太阳辐射B．地面辐射

C．大气辐射D．地球内部

解析　第1题，地壳平均厚度大约是17千米，浅层地能蕴藏在地球浅层地表数百米内，所以属于地壳圈层。

第2题，浅层地表主要是靠外来的能量提供给地表然后下传给浅层地壳，故浅层地壳的能量主要来源于太阳能量的供应。

答案　1.A　2.A

分析地震波波速的变化可以了解地球内部的圈层结构。

读图，完成3～4题。

3．下列叙述正确的是（　　）

A．①是地壳，②是地幔，③是地核

B．在①层中的地震波波速随深度增加而增快

C．甲波由①层进入②层波速急剧上升

D．乙波无法通过地幔

4．上图中的X处即为（　　）

A．莫霍面B．古登堡面

C．岩石圈与软流层交界D．内核外核交界

解析　第3题，根据深度和波速的大小、变化可知，①为地壳和地幔，②为外核，③为内核；甲波由①层进入②层波速急剧下降；乙波为横波，在地幔中也可通过。

第4题，X为地幔和地核的分界面，即古登堡面。

答案　3.B　4.B

读我国大陆部分地壳等厚度线图，完成5～6题。

5．图示地区的地壳厚度（　　）

A．由西向东逐渐增大B．由北向南逐渐增大

C．由东向西逐渐增大D．由南向北逐渐增大

6．若绘制地壳厚度剖面图，其0千米为（　　）

A．海平面B．岩石圈底部

C．莫霍面D．软流层中部

解析　结合地壳等厚度线分布可知，数值由东向西逐渐增大。

由地球内部圈层知识可知，莫霍面是地壳和地幔的分界线，是地壳厚度的起始点。

答案　5.C　6.C

7．下图为火山喷发图片，图中蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是（　　）

A．大气圈→水圈、生物圈→岩石圈

B．岩石圈→大气圈→水圈、生物圈

C．水圈、生物圈→大气圈→岩石圈

D．水圈、生物圈→岩石圈→大气圈

解析　蔓延的火山灰物质首先位于大气圈中，再经过沉降到达水圈、生物圈中，最后经过一系列的地质过程，最终会回到岩石圈中。

答案　A

8．读地球内部圈层示意图，完成下列各题。

（1）地震发生时释放出巨大的能量，下列说法正确的是（　　）

A．地震通过地震波向外释放出能量

B．地球的内能主要来源于太阳辐射

C．地震发生时，首先到达地面的是地震波中的横波

D．发生在海洋中的强烈地震不会对人类产生危害

（2）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？

（3）填出图中字母代表的圈层名称：

C________，D＋E________，F＋G________。

（4）自己设计图例，并在图中画出岩石圈的范围。

（5）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）题，地震发生时释放出巨大能量，并以地震波的形式释放出来。

由纵波传播速度快横波传播速度慢可知，陆地上的人先感受到纵波，后感受到横波。

第

（2）、（3）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