中图版高中地理必修一14《地球的圈层结构》导学案.docx

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中图版高中地理必修一14《地球的圈层结构》导学案

《地球的圈层结构》导学案

第一课时

地球的内部圈层

一、学习目标：

（一）知识与能力

1、了解地球内部圈层划分与地震波的关系；

2、了解地球具有的圈层结构,并能概括出各圈层的主要特点；

3、培养读图分析问题和解决问题的能力，分析思维和综合思维能力。

（二）过程与方法

1、利用地球内部地震波与地球内部圈层构造图，能准确说明地震波传播特点；

2、掌握读图分析技能；

3、能够结合地球各圈层结构特点，分析实际生活中的地理现象。

（三）情感态度与价值观

1、学会用联系的观点看问题，用一分为二的观点看问题，树立辩证唯物主义观和正确的环境观；

2、培养热爱探索科学的精神。

二．预习指导：

1、重点：

地球内部圈层的特点及划分依据；地壳、地幔、地核的界线及主要特征；

2、难点：

地球内部圈层的特点及划分依据；地壳、地幔、地核的界线及主要特征。

3、注意事项：

注意地壳与岩石圈的差别

三、学习策略：

1、收集信息渠道：

教材、地图册、学案资料

2、解决问题方法：

图表阅读与运用、对比法

四、预习体会：

钻探技术发源于古代中国的四川，首要用途是找水喝，其次作用是找盐吃。

堪称是我国四大发明之后的第五大发明。

科学钻探始于20世纪60年代，美国提出了“深海钻探计划”（DS鄄DP）。

它与“人类登月计划”被誉为人类在20世纪60年代的两大壮举。

上世纪70年代开始苏联实施了庞大的大陆科学深钻工程，其科拉超深钻孔深达12262米，为当今世界最深的超深孔，并已成为世界第一个深部实验室。

“地球”号在2019年7月正式交付给日本“海洋研究开发机构”旗下的“地球深部探测中心”。

从2019年3月16日开始，它将进行多次海上试航，之后，它将驶往距离名古屋海岸200公里处的太平洋海域，这里水深2500米，从海底算起地壳深约5000米，是地壳相对较薄的地方，也是人类深入地幔的最佳通道。

据专家预测，从这里钻透地壳到达地幔，可能需要一年的时间。

而这一年的钻探费用又将高达5000万英镑（约合人民币6.7亿元）。

“地球”号是专门为一支有多年经验的科研探险队建造的，科学家希望通过它能对地幔有更多了解，弄明白为什么通常平稳运动的构造板块会突然锁定，引发地震和海啸。

温泉（hotspring）是泉水的一种，是一种由地下自然涌出的泉水，其水温高于环境年平均温5℃，或华氏10℉以上。

温泉的形成，一般而言可分为两种：

一种是地壳内部的岩浆作用所形成，或为火山喷发所伴随产生，火山活动过的死火山地形区，因地壳板块运动隆起的地表，其地底下还有未冷却的岩浆，均会不断地释放出大量的热能由于此类热源之热量集中，因此只要附近有孔隙的含水岩层，不仅会受热成为高温的热水，而且大部份会沸腾为蒸气，多为硫酸盐泉。

二则是受地表水渗透循环作用所形成。

火山喷发（volcaniceruption）是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。

是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。

由于岩浆中含大量挥发成分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发成分溶解在岩浆中无法溢出。

当岩浆上升靠近地表时压力减小，挥发成分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。

地震波：

英文seismicwave.由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。

地球内部存在着地震波速度突变的界面：

莫霍面和古登堡面，将地球内部分为地壳、地幔和地核三个圈层。

地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。

地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。

可见，地震并非一无是处。

地球内部圈层研究者就亲切地称地震为“照亮地球内部结构的一盏明灯”，你知道这是为什么吗？

五、知识梳理

1、地球内部圈层结构的划分依据：

地震波

分类

纵波

横波

别称

P波（Primarywave）

S波（SecondaryWave）

概念

波的振动方向与传播方向一致，

波的振动方向与传播方向垂直

传播状况

速度

快慢

快；固体中最快，气体中最慢

慢

原因

传播方向与振动方向一致；

固体的弹性最大，气体的弹性最小

传播方向与振动方向垂直

介质

可以通过固体、液体和气体传播

只能通过固体传播

共性

传播速度都随着所通过物质的性质变化而变化；都是弹性波；都是能量的载体和传递形式

注：

我们最熟悉的波动是观察到的水波。

当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱，以石头入水处为中心有波纹向外扩展。

这个波列是水波附近的水的颗粒运动造成的。

然而水并没有朝着水波传播的方向流；如果水面浮着一个软木塞，它将上下跳动，但并不会从原来位置移走。

这个扰动由水粒的简单前后运动连续地传下去，从一个颗粒把运动传给更前面的颗粒。

这样，水波携带石击打破的水面的能量向池边运移并在岸边激起浪花。

地震运动与此相当类似。

我们感受到的摇动就是由地震波的能量产生的弹性岩石的震动。

当物体某部分突然受力时，该处将产生弹性变形，并以波的形式向周围传播，使整个物体产生弹性变形，这种波称为弹性波。

2、不连续面

（1）定义：

在地下一定深度处，地震波发生突然变化的面叫不连续面，即传播速度突然变化或者变慢甚至消失而不连续，它是地球内部不同圈层的分界面，因而又叫界面。

（2）主要的不连续界面及其分布（图1-4-1）

不连续面

莫霍界面

古登堡界面

深度

在地下33千米处

在地下2900千米处

发现

1909年，奥地利地震学者莫霍洛维奇发现

1914年，德国地震学者

古登堡最早发现

地震波速度变化

（即波速不连续的表现）

纵波和横波的传播速度都明显增加

纵波速度突然下降，

横波完全消失

界面意义

地壳和地幔的分界线；

两者物理状态有差异；都是固体

地幔与地核的分界面；

外核为液态

注：

常温下是固体的纯净物在一定温度下达到熔点变成液态物质，且此液态物质有液体的某些物理性质，那么这种新的状态叫作该物质的熔融状态。

例如：

单质铝达到熔点660.37度时，成为液态铝。

固体氯化钠达到熔点800.7度时，变成液态氯化钠。

3地球内部圈层

（1）地壳

项目

内容

位置和界面

地面以下，莫霍界面以上，地球表面

厚度

平均厚度17千米，大陆部分平均厚度35千米，大洋部分平均厚度7千米

组成和状态

岩石；固态

（2）地幔

项目

内容

位置和界面

莫霍界面与古登堡界面之间

深度和厚度

地下17千米至2900千米之间；厚度约为2800千米

分层

以1000千米处的界面为界，分为上地幔和下地幔

组成和状态

铁美的硅酸盐类；固态

软流层

位于上地幔上部；可能是岩浆的主要发源地

注：

软流层：

指上地幔上部80—400千米之间的一个薄层。

这里放射性元素大量集中、衰变生热，温度很高，使岩石处于塑性状态，局部发生熔融流动的结果。

该层在地质构造学中称为软流圈。

岩石圈：

地壳和上地幔顶部，都是有坚硬的岩石组成，所以合称为岩石圈。

（3）地核

项目

内容

位置和界面

古登堡界面以下至地心，地球内部圈层的最内层

深度和厚度

地下2900千米至地心（6370千米）；厚度约为3400多千米

分层

以5150千米处的界面为界，分为外地核和内地核

组成和状态

成分以铁镍为主，外核为液态（或接近液态的熔融态），内核为固态

其他特点

温度很高，压力和密度很大

六、课堂探究

主题：

地球的内部圈层的物质组成和特征

读课本P24图1-4-1地球内部圈层结构示意

（1）地震波的传播速度在什么位置出现突然急剧的变化？

这两个位置叫什么名称，它们因何得名？

（2）在地下两个不连续面处，地震波的波速分别发生了怎样的变化？

说明了什么问题？

不连续面

位置（深度）

名称来源

地震波速度变化

界面意义

地震波在地球内部的传播速度一般随深度增加，但又不是匀速增加，在某些深度处发生突然变化。

地震波在此突然加速或减速（纵波减速时，横波甚至会消失）。

这种波速发生突然变化的面叫作不连续面。

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。

在该界面附近，纵波的速度从7.0km/s左右突然增加到8.1km/s左右；横波的速度也从4.2km/s突然增至4.4km/s。

其出现的深度在大陆之下平均为33km，在大洋之下平均为7km，平均深度为17km。

根据分析，1910年莫霍洛维奇提出地球有内外层之分。

他指的内外层就是我们所说的地幔和地壳。

而地壳与地幔的分界面也就被称之为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面）。

1914年，德国地球物理学家古登堡发现地下2，900千米处地震波的传播速度有明显变化，后证实这里是地核与地幔的分界层。

人们将这个界面称为“古登堡界面”。

（3）根据地震波在地球内部传播速度上的差异，地球内部划分为哪几个圈层？

（请在下图中画出各个圈层）它们的的组成物质和状态分别是什么？

（4）、地壳的厚度是不是均一的？

陆壳和洋壳的厚度有何差异？

（5）、岩石圈和地壳的范围是否一致？

请具体说明并在图中画出岩石圈。

（6）、在图中找到并画出软流层的位置，结合提供的材料说明软裂层的特点

资料：

地壳是指有岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分。

整个地壳平均厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，平均约为35千米。

高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。

大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。

青藏高原是地球上地壳最厚的地方，厚达70千米以上；而靠近赤道的大西洋中部海底山谷中地壳只有1.6千米厚；太平洋马里亚纳群岛东部深海沟的地壳最薄，是地球上地壳最薄的地方。

地壳中还有次一级的不连续面，分地壳为上下两层。

上层化学成分以氧、硅、铝为主，平均化学组成与花岗岩相似，称为花岗岩层，亦有人称之为“硅铝层”。

此层在海洋底部很薄，尤其是在大洋盆底地区，太平洋中部甚至缺失，是不连续圈层。

下层富含硅和镁，平均化学组成与玄武岩相似，称为玄武岩层，所以有人称之为“硅镁层”（另一种说法，整个地壳都是硅铝层，因为地壳下层的铝含量仍超过镁；而地幔上部的岩石部分镁含量极高，所以称为硅镁层）；在大陆和海洋均有分布，是连续圈层。

两层以康拉德不连续面隔开。

地幔的组成物质主要是铁镁含量含量很高的硅酸盐矿物所组成的橄榄岩。

在1000km左右的深度上，还有一个次一级的不连续面，分地幔为上下两层，上地幔顶部也有一层固体岩石层，它与地壳共同组成具有刚性的岩石圈。

岩石圈是地球上部相对于软流圈而言的坚硬的岩石圈层。

厚约60~120公里，为地震高波速带。

包括地壳的全部和上地幔顶部（即软流层以上的地幔部分），由花岗质岩、玄武质岩和超基性岩组成。

软流层：

由于人类尚未直接接触此层，故对其性质都是推测的，根据地震波传播速度的性质。

在岩石坚硬处传播快，反之慢。

此处地震波传播速度明显减缓，因此被认定较软，并可能有一定流动性，故名。

科学家们推测，此层变软的原因是地球内部放射性元素聚集衰变产热。

我们都知道豆子在热时变软，岩石也一样。

软流层经最新的测量，被认为仍是固体。

但在热量集中的地方，可能有局部熔融，被认为是岩浆的源地。

有人曾根据岩石的导热性推测软流层的温度，结果发现在100km深度上温度可达1300℃左右，这个温度与从火山口流出的熔岩的温度十分接近，这似乎证明：

火山熔岩就来自于软流层，换句话说软流层似乎就是岩浆的发源地。

地核（Core）：

是地球的核心部分，主要由铁、镍元素组成，半径为3480千米。

地核又分为外地核和内地核两部分。

地核占地球总质量的16%，地幔占83%，而与人们关系最密切的地壳，仅占1%而已。

根据地震波的变化情况，发现地核也有外核、内核之别。

内、外核的分界面，大约在5155千米处。

因地震波的横波不能穿过外核，所以一般推测外核是由铁、镍、硅等物质构成的熔融态或近于液态的物质组成。

液态外核会缓慢流动，故有人推测地球磁场的形成可能与它有关。

纵波在地下5000千米深处，传播速度明显增加，说明可能由液态转为固态，故此推断内核为固态。

关于内核的物质构成，学术界有不少争议，许多人认为，主要是由铁和镍组成。

但究竟是何物，这一切都还有待于进一步探索、证明。

七、知识过关

1、地壳最薄的地方一般在（）

A、盆地B、平原C、海洋D、大陆断层

2、下列叙述中，正确的是（）

A、地壳和上地幔是由岩石组成的，合成岩石圈

B、地幔这一层横波和纵波都能传播

C、外核的物质状态接近固体

D、横波的传播速度较快，地壳、地幔、地核都能通过

3、地震波横波（S）和纵波（P）的传播速度在莫霍界面处发生的显著变化是（）

A、S波、P波都明显增加B、S波完全消失，P波突然下降

C、S波、P波都完全消失D、P波完全消失，S波突然下降

4、读“地球内部圈层示意图”，回答：

（1）写出数码代表的地球内部大大小小的圈层名称：

①②

（2）④⑤组成，⑥⑦组成。

（3）A是（不连续界面），B是（不连续界面）。

地震波波速遇到这两个面的变化是。