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第四节 地球的圈层结构
学习目标：1.了解地震波的特征及其在划分地球内部圈层方面的应用。2.掌握地球内部圈层的划分及圈层特点。(重点) 3．理解地球外部圈层的组成及意义。(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
一、地球的内部圈层结构
1．地震波
(1)分类：图中A表示横波，B表示纵波。
(2)特性
(3)波速变化
①在地下平均33千米C处(指大陆部分)传播速度都明显增加。
②在地下2 900千米D处：A波完全消失，B波传播速度突然下降。
2．圈层划分
(1)依据：地震波在地球内部传播速度的变化。
(2)界面：图中C为莫霍界面，D为古登堡界面。
(3)圈层：由内向外E＋F为地核，G为地幔，H为地壳。
3．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。
二、地球的外部圈层结构
1．大气圈
由气体和悬浮物组成的复杂系统，主要成分是氮和氧，是自然环境的重要组成部分。
2．水圈
由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。
3．生物圈
是地球表层生物及其生存环境的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。
[自主诊断]
1．地震发生时，在水中的人与在陆地上的人感觉一样。( )
2．岩石圈就是地壳。( )
3．地震波的传播速度在33千米处有明显变化。( )
4．水圈渗透到岩石圈中。( )
5．人造地球卫星已经脱离了地球的外部圈层。( )
【提示】 1.× 地震发生时，在水中的人只能受到纵波的影响，而在陆地上的人可以感受到横波、纵波两种地震波的影响。
2．× 岩石圈不仅包含地壳而且还包含上地幔顶部(软流层以上)部分。
3．× 地震波的传播速度在地下平均33千米处有明显变化。
4．√ 地球表层水体有一部分存在于岩石圈中，形成地下水，因此水圈渗透到岩石圈中。
5．× 大气圈的厚度很厚，而人造地球卫星围绕地球运行时仍在大气圈中运行。只不过人造地球卫星所在处大气非常稀薄。
[合 作 探 究·攻 重 难]
地球的内部圈层
据中国地震台网测定：2017年1月4日9时3分，新疆阿克苏地区拜城县(北纬41.99度，东经82.50度)发生3.9级地震，震源深度10千米。
【思考交流】
1．此次地震发生在地球内部的什么地方？
【提示】 地震发生在岩石圈。
2．此次地震发生的能量是如何传到地面的？
【提示】 地震发生的能量以地震波的形式传到地面。
3．地震发生后推测地面上物体的震动形式。
【提示】 受地震波传播速度不同，地面上物体应该先上下震荡，再左右晃动。
[归纳总结]
1．地震波的特点与不连续面
(1)地球内部圈层的划分依据——地震波
分类
特点
共同点
所经物质状态
传播速度
地震波
纵波(P)
固体、液体、气体
较快
都随着所通过物质的性质而变化
横波(S)
固体
较慢
(2)地球内部圈层的划分界面——不连续面
不连续面
地下深度
波速变化
莫霍界面
33 km处（大陆部分）
该面下，P、S波速都明显增加
古登堡界面
2 900 km处
在这里，P波速度突然下降，S波完全消失
2.地球内部圈层的划分及其特征
地球内部
圈层构造
不连续界面
(圈层界线)
深度(km)
地震波的速度变化
主要特征
地壳
莫霍界面
古登堡界面
17(全
球平均)
1 000
2 900
纵波和横波速度明显加快
纵波速度突然减慢，横波消失
由岩石组成；厚度不均，大洋部分薄，大陆部分厚
地
幔
上地幔
上地幔顶部存在一个软流层，被认为是岩浆发源地；软流层以上的地幔部分由岩石构成
下地幔
地核
外核
温度、压力、密度都很大
内核
3.地壳和岩石圈的区别与联系
厚度
范围
联系
地壳
平均17千米
地表至莫霍界面
岩石圈不仅包含地壳而且还包含上地幔顶部(软流层以上)部分
岩石圈
70～100千米
地表至软流层
1．地震波在不同介质中的传播速度是不同的，科学家利用这一原理探究地球内部结构。据此回答(1)～(2)题。
(1)科学家们发现地震波在地球内部传播时，在距离地面大约2900千米深度处横波完全消失，纵波传播速度也突然降低。这说明了( )
A．地球内部存在着岩浆
B．该深度上下层的温度变化明显
C．大陆地壳与大洋地壳的厚度不同
D．该深度上下层的物质组成存在很大差异
(2)人们在生产活动中还常利用地震波 ( )
A．传递声音信号 B．进行地质探矿
C．调查农作物虫害情况 D．测量山峰的高度
(1)D (2)B [第(1)题，在不同的介质里，地震波的传播速度是不同的，且横波只能通过固体传播，因此根据地下2900千米处的波速变化可知，该处上下层物质组成存在较大差异。第(2)题，如果地下某处存在矿产资源的话，那么它的物质组成肯定与周围地区有差异，从而会引起地震波波速的异常变化。]
地球的外部圈层
2017年1月9日12时11分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲小型运载火箭成功发射吉林一号灵巧视频03星，同时搭载行云试验一号、凯盾一号两颗立方体星。
【思考交流】
1．卫星升空过程中，自地表到高空穿越几个层次的地球大气？
【提示】 对流层、平流层、高层大气。
2．在地球表层附近，地球各个圈层分布有什么特点？
【提示】 各个圈层相互渗透，甚至相互重叠。
[归纳总结]
地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈等，这些圈层之间相互联系、相互制约，形成人类赖以生存和发展的自然环境。
外部圈层
概念
组成
其他
大气圈
由气体和悬浮物组成的复杂系统
主要成分是氮和氧
地球自然环境的重要组成部分(生命存在的重要条件；大气减小了地面昼夜温差)
水圈
由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层
地表水、地下水、大气水、生物水等
水圈的水处于不间断的循环运动之中
生物圈
地球表层生物及其生存环境的总称
生物及其生存环境
占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部，界线不明显；是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果
2．读下图，完成(1)～(2)题。
(1)B圈层的主体是( )
A．河流 B．湖泊
C．冰川 D．海洋
(2)C圈层中最活跃的因素是( )
A．大气 B．水
C．土壤 D．生物
(1)D (2)D [由图可知，A为岩石圈，B为水圈，C为生物圈，D为大气圈。水圈的主体是海洋。这四大圈层中，生物圈有生命存在，成为最活跃的圈层。]
[课堂小结]
[当 堂 达 标·固 双 基]
地球内部的结构，无法直接观察。关于地球内部的知识，主要来自地震波的研究。图甲为地球内部圈层的部分示意图，图乙为某地地震波速度随深度变化图。读图，回答1～2题。
图甲 图乙
1．若图甲中a是d的一部分，a和b组成c，则图中a、b、c可分别表示的概念是( )
A．外核、内核、地核
B．上地幔、下地幔、地幔
C．上地幔的顶部(软流层以上)、地壳、岩石圈
D．地壳、地幔、地核
2．图乙中该地莫霍界面大约位于地面以下( )
A．5千米 B．17千米
C．33千米 D．400千米
1．C 2.A [第1题，岩石圈包括整个地壳以及上地幔顶部软流层以上的部分，故b表示地壳，a表示上地幔顶部软流层以上的部分，c表示岩石圈。第2题，地震波在经过莫霍界面时波速会发生改变，图中显示，在地表以下5千米处波速发生明显变化。]
下图为地球内部圈层结构的局部图，读图回答3～4题。
3．下列有关说法正确的是( )
A．地壳在海洋中常常缺失
B．横波在②层传播速度比③层快
C．②是软流层
D．①层和②层属于地壳
4．在地球内部，地震波传播速度变化最快的地方是( )
A．莫霍界面附近 B．上、下地幔之间
C．古登堡界面 D．内外核之间
3．D 4.C [第3题，地壳是地球表面以下、莫霍界面以上的固体外壳。由图中看①层和②层属于地壳。第4题，地下将近2 900千米处，纵波速度突然下降，横波完全消失，这个深度被称为古登堡界面。]
下图是地球圈层间的物质交换示意图，图中序号①②③④代表四大圈层。据此，完成5～6题。
5．图中①②③④序号依次是( )
A．大气圈、水圈、岩石圈、生物圈
B．岩石圈、大气圈、生物圈、水圈
C．水圈、岩石圈、生物圈、大气圈
D．水圈、生物圈、岩石圈、大气圈
6．“落花不是无情物，化作春泥更护花”，反映的圈层关系是( )
A．①② B．②③
C．①③ D．③④
5．C 6.B [第5题，水圈向生物圈供水、向岩石圈渗透；岩石圈为生物圈提供养分，生物圈为大气圈提供氧气；大气圈通过降水向其他三大圈层提供水分。第6题，落花属生物圈，泥属于岩石圈。]
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