地理①必修1.4《地球的圈層結構》教案

1、第一章第四節(jié)地球的圈層結構【教學目標】一、知識要求1使學生了解地球的圈層構造，初步掌握地球內(nèi)部圈層的組成和劃分依據(jù)2使學生了解各內(nèi)部圈層的界限、厚度、物理性狀等。二、能力要求1使學生了解研究地球內(nèi)部構造的方法，從而認識人類對未知事物所進行的探索實踐，激發(fā)同學們學科學、愛科學的興趣及責任感。2了解地球內(nèi)部圈層劃分實況及各層主要特點，從宏觀上認識全球的整體面貌，形成地球系統(tǒng)觀念。3通過歸納、總結、對比地球內(nèi)部各層的特點，對學生進行綜合歸納等思維能力的培養(yǎng)和訓練。三、情感目標通過學習對學生進行熱愛自然、熱愛科學的教育，鼓勵學生獻身于科學教育事業(yè)。【教學重點】1地震波的波速及傳播特點，區(qū)別橫波與縱波。

2、2地球內(nèi)部圈層劃分實況及各層主要特點，特別是地殼的特點。3巖石圈概念，軟流層知識。4激發(fā)同學學科學、愛科學的興趣及責任感，地球系統(tǒng)觀念的形成?！窘虒W難點】1“地?！钡挠嘘P知識。2激發(fā)學生學科學、愛科學的興趣及責任感，形成地球系統(tǒng)觀念?！菊n時安排】1課時【教具設計】地震波的傳播速度與地球內(nèi)部圈層的劃分、地球內(nèi)部結構示意圖、多媒體（投影、圖片）。【教學過程】、導入新課前邊我們學習了地球的宇宙環(huán)境，“談天”是為了“說地”，整個地球不是一個均質體，而是一個由不同物質、不同狀態(tài)組成的同心圈層結構，每個圈層的成分、密度、溫度等各不相同。以地心為共同球心，地球圈層分為地球外圈和地球內(nèi)圈兩大部分。下面我們就來

3、學習第四節(jié)地球的圈層結構。*二、新授（一）地球的內(nèi)部圈層地球內(nèi)部因地殼的阻擋，對人類來說始終是神秘的，我們怎么會知道地球內(nèi)部是由地殼、地幔、地核組成的呢？1地震波問題一：學生討論人類用什么方法可以了解地球？鉆探取樣分析，火山噴發(fā)帶來的地球內(nèi)部信息；地震波帶來地球內(nèi)部信息等。問題二：哪種方式能將地心的信息也傳遞出來呢？地震波。問題三：你知道其機理嗎？當?shù)卣鸢l(fā)生時，地下巖石受到強烈沖擊，產(chǎn)生彈性震動，并以波的形式向四周傳播，這種彈性波叫地震波。地震波是一種機械波。同學們總結機械波特點，進一步歸納地震波特點。人類通過對地震波傳播速度變化的研究，將地球內(nèi)部劃分了三層。（1）縱波（P波）：傳播速度較快，

4、可通過固、液、氣傳播。（2）橫波（S波）：傳播速度較慢，只通過團體傳播。（物質密度越大，傳播速度越快）雖然人類限于巖石圖阻擋，目前對地球內(nèi)部的了解僅是皮毛，但人類的認識潛力是無限的，人類會日益深入地認識地球的真實面貌，從而和諧地與之共存。人類認識事物的一種方法是：從了解宏觀結構到逐步深入分析微觀結構。對地球內(nèi)部認識就是如此，首先通過研究地震波變化曲線了解其結構?？v波和橫波的傳播速度隨著所通過的物質性質而變化。根據(jù)地震波在地球內(nèi)部的傳播情況的研究，人們將地球內(nèi)部劃分為幾個圈層結構。分析P、S波的波速變化情況，由波速的突然變化引入不連續(xù)面的存在和地球內(nèi)部圈層的劃分。 兩條波速變化曲線，區(qū)別出P、S

5、波（依據(jù)：同一物質中P波速較S波快） 總結P、S波速變化情況，歸納波速發(fā)生突然變化的層次及大致深度。 定義不連續(xù)界面：霍面（平均地下33Km），古登堡界面（地下平均2900Km）2. 地球內(nèi)部圈層的劃分（觀看地球的內(nèi)部圈層結構）（1）地殼：在地面以下，莫霍面以上，由巖石組成。大陸部分的平均厚度為33km,大洋地殼的平均厚度為58km,整個地殼平均厚度為17km。地殼最厚的地方在青藏高原。地殼又分為雙層結構：上層是硅鋁層，下層是硅鎂層，在大陸地殼中，兩個層次都有；在大洋地殼中，硅鋁層變薄甚至缺失。所以大洋地殼比較薄。（2）地幔：地幔的范圍是從莫霍面到古登堡面，它位于地殼與地核之間，是三大圈層中的

6、中間層，厚度為2800多千米。根據(jù)地震波的傳播狀況可把地幔分為上地幔和下地幔兩層，地幔圈占了地球大部分的質量。在上地幔的上部，有一個物質呈融熔狀態(tài)的軟流層，一般認為軟流層是巖漿和地震的發(fā)源地。軟流層物質仍是巖石（主要是橄欖巖、榴輝巖等），為硅酸鹽類、氧化物等。由于這層放射性元素大量集中蛻變生熱溫度高，巖石處于塑性狀態(tài)，局部地區(qū)呈融熔流動狀態(tài)，猶如傾倒的漿糊。根據(jù)地震波變化情況推測，軟流層物質的物理性狀與上下層物質都不同，并構成一個圈層，在地質構造學中稱軟流圈。軟流圈層厚度范圍并不是從莫霍面算起，約在地下60250km，它屬上地幔部分，但位置并不在地幔的頂部。因此，軟流圈層與地殼之間（即與莫霍面

7、之間）還有一層物質存在，即上地幔的頂部，也是巖石，并構成了一個圈層，它和地殼共同組成了巖石圈。巖石圈是指軟流層以上的部分，物質由巖石組成，包括地殼的全部和上地幔的頂部。（3）地核：因為橫波不能通過外核，所以外核部分呈液態(tài)，主要成分是鐵鎳等重金屬元素，而液態(tài)鐵的運動形成一個巨大的磁場。因為地震波速度在內(nèi)核處加快，隨著深度增加，壓力和密度都增大，其熔點升高得比溫度升得快，所以內(nèi)核呈固態(tài)。圈層名稱不連續(xù)面深度（Km）特征地殼（莫霍界面）平均17900 由巖石構成的固體外殼 大陸地殼厚、海洋地殼薄地上地幔 固態(tài) 上部存在一個軟流層（可能是巖漿的發(fā)源地幔下地幔（古登堡界面）2900 可能為固態(tài) 溫度、壓

8、力和密度均增大地外核5150接近液態(tài)、橫波不能通過核內(nèi)核6370溫度、壓力和密度都很大總結知識點時特別要落實巖石圈、軟流層范圍。3. 難點講析（1）橫波如何通過軟流層？誤區(qū)：軟流層給人“液體”印象，但為什么能通過橫波？解析：軟流層所在深度溫度、壓力極大，強大的壓力下，巖面處于一種潛在融熔態(tài)，就像燒紅的玻璃，既不是液態(tài)，又有可塑性，以巖漿形式噴出時，由于壓力減小，這種可塑性巖石轉化成液態(tài)。（2）內(nèi)核為何是固體？誤區(qū)：外核是液體，橫波不能通過，內(nèi)核從課本圖中也沒有見到橫波通過，為何是固體？解析：縱波在地下5000千米深處，傳播速度明顯增加，說明可能由液態(tài)轉為固態(tài)；橫波在5000千米以下由縱波轉化而

9、成，比較微弱，進一步證明內(nèi)核為固態(tài)。（過渡）要使我們更全面地認識地球整體面貌，除了需要對地殼結構的了解外，還需要對地球外部結構的層次。那么地球的外部圈層主要有哪些層次？它們各自范圍和作用是什么呢？（二）地球的外部圈層外部圈層包括大氣圈、水圈、生物圈等（展示多媒體），這些圈層之間相互聯(lián)系、相互制約，形成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。1. 大氣圈大氣圈包圍著地球，是由氣體和懸浮物組成的復雜系統(tǒng)，它的主要成分是氮和氧。它是地球自然環(huán)境的重要組成部分。2. 水圈水圈是由地球表層水體構成的連續(xù)但不規(guī)則的圈層。它包括地表水、地下水、大氣水、生物水等。水圈的水處于不間斷的循環(huán)運動之中。3. 生物圈生物圈是地

10、球表層生物及其生存環(huán)境的總稱。它占有大氣圈的底部、水圈的全部和巖石圈的上部。它是大氣圈、水圈和巖石圈相互滲透、相互影響的結果。由于存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物，在地球上這個合適的溫度條件下，形成了適合于生物生存的自然環(huán)境。人們通常所說的生物，是指有生命的物體，包括植物、動物和微生物。據(jù)估計，現(xiàn)有生存的植物約有40萬種，動物約有110多萬種，微生物至少有10多萬種。據(jù)統(tǒng)計，在地質歷史上曾生存過的生物約有5億10億種之多，然而，在地球漫長的演化過程中，絕大部分都已經(jīng)滅絕了。現(xiàn)存的生物生活在巖石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部，構成了地球上一個獨特的圈層，稱為生物圈。生物圈是太陽系

11、所有行星中僅在地球上存在的一個獨特圈層。小結：地球所有的外部圈層是相互滲透、相互影響，甚至相互重疊的，在太陽和人類生活的參與下，整個地球生機盎然；同時，它們起著保護地球的作用，可以減弱太陽和宇宙輻射對地表的影響，減少宇宙中的隕石對地球表面的撞擊。外部各圈中的物質運動和循環(huán)，是促使地表物質和形態(tài)演變的重要動力?！舅夭耐扑]】請以小組為單位，選擇完成下列調(diào)查題之一：課外學習大比拼：走訪當?shù)赜嘘P部門，或者訪問長輩、相關市民：1.了解地球哪些圈層與我們溧陽人民的生產(chǎn)和生活有關系？哪個因素起主導作用？2通過上網(wǎng)、閱讀科普等方法，多了解一些有關地球和月亮的信息，把你找到的信息（用圖或文字表達出來）做成小卡片

12、，比一比誰找的信息多。資料一：月球是地球的唯一天然衛(wèi)星，它與地球有著密切的演化聯(lián)系。根據(jù)對建立在月球上的阿波羅11號和12號月震臺記錄資料的分析，以及對月球表面和月巖的研究，可知現(xiàn)今的月球內(nèi)部也有圈層結構，但與地球內(nèi)部的圈層結構并不完全相同。月球表面有一層幾米至數(shù)十米厚的月球土壤。整個月球可以認為由月球巖石圈（01000千米）、軟流圈（1000-1600千米）和月球核（1600-1738千米）組成。月球巖石圈又可進一步分為四層，即月殼（060千米）、上月幔（60-300千米）、中月幔（300-800千米）和月震帶（800-1000千米）。軟流圈又稱為下月幔。在月殼的10千米、25千米和60千米

13、深處，均存在月震波速的急劇變化，表明在這些深度處存在顯著的不連續(xù)性。月球表面至25千米深處為玄武巖組成的月殼第一層次，25千米-60千米之間為月殼的第二層，由輝長巖和鈣長巖組成。上月幔由富鎂的橄欖石組成，中月幔和下月幔由基性巖組成。月球震源的位置位于600-1000千米的深度之間，平均月球震源深度為800千米。由于月球表面巖石的密度并不比整個月球的平均密度小很多，因此，可以認為月球核不會是較重的鐵鎳等元素組成，它可能呈塑性或部分熔融狀。在月球1000千米深處，月幔溫度不會高于1000°C。根據(jù)對月球內(nèi)部狀況的了解，固體部分圈層結構并不是地球本身所特有的。月球的上述圈層結構，也是月球的

14、演化過程中整個月球物質圈層分化的結果。資料二：月面上山嶺起伏，峰巒密布，沒有水，大氣極其稀薄，大氣密度不到地球海平面大氣密度的一萬億分之一。沒有火山活動，也沒有生命，是一個平靜的世界。已經(jīng)知道月海有22個，總面積500萬平方千米。從地球上看到的月球表面，較大的月海有10個：位于東部的是風暴洋、雨海、云海、濕海和汽海，位于西部的是危海、澄海、靜海、豐富海和酒海。這些月海都為月球內(nèi)部噴發(fā)出來的大量熔巖所充填，某些月海盆地中的環(huán)形山，也被噴發(fā)的熔巖所覆蓋，形成了規(guī)模宏大的暗色熔巖平原。因此，月海盆地的形成以及繼之而來的熔巖噴發(fā)，構成了月球演化史上最主要的事件之一。月球上的隕擊坑通常又稱為環(huán)形山，它是

15、月面上最明顯的特征。環(huán)形山(crater),希臘文的意思是“碗”，所以又稱為碗狀凹坑結構。環(huán)形山的形成可能有兩個原因，一是隕星撞擊的結果，二是火山活動；但是大多數(shù)的環(huán)形結構均屬于隕星的撞擊結果。1924年，吉福德(A.C.Gifford)曾把月坑同地球上的隕石坑作了比較，證實了月坑是隕星撞擊形成的。因此，隕擊作用是形成現(xiàn)今月球表面形態(tài)的主要作用之一。許多大型環(huán)形山都具有向四周延伸的輻射狀條紋，并由較高反射率的物質組成，形成波狀起伏的地形，向外延伸可達數(shù)百千米。環(huán)形山周圍有濺射出來的物質形成的覆蓋層；濺射的大塊巖石又撞擊月球表面，形成次生隕擊坑。由于反復的隕星撞擊與巖塊濺落，以及月球內(nèi)部噴出的熔

16、巖大規(guī)模泛濫，使得許多隕擊坑模糊不清，或只有隕擊坑中央的尖峰露出覆蓋熔巖的表面。從疊加在月海上的隕擊坑的狀況判斷，以及從月球上帶回樣品的放射性年齡測定表明，月海物質大致是與隕擊坑同時期形成的。月海年齡大都在35億年左右，而月陸高地的形成至少在月海熔巖噴發(fā)之前10億多年已經(jīng)存在，因此原始月殼是更為早期形成的，并且是大量熔巖的不斷噴發(fā)，月球物質長期圈層分化的結果。研究表明，月球的圈層結構是繼大約46億年前它所經(jīng)歷的一個漫長的天文演化階段之后，又一個持續(xù)了約10億年之久的一個圈層分化過程。月球上大型環(huán)形山多以古代和近代天文學者的名字命名，如哥白尼、開普勒、埃拉托塞尼、托勒密、第谷等。月球表面隕擊坑的直徑大的有近百千米，小的不過10厘米，直徑大于1千米的環(huán)形山總數(shù)多達33000個，占月球表面積的7-10%,最大的月球坑為直徑235千米。在月球背向地球的一面，布滿了密集的隕擊坑，而月海所占面積較少，月殼的厚度也比正面厚,最厚處達150千米,正面的月殼厚度為60千米左右。由于月球表面之上缺乏大氣圈和水圈,所以月球早期的熔巖噴發(fā)和隕星撞擊形成的月球表面形態(tài)特征能夠得到長期