2022-2023學年高中地理新人教版必修第一冊 第一章 第四節(jié) 地球的圈層結(jié)構(gòu) 學案

第8節(jié)地球的圈層結(jié)構(gòu)

學習目標核心素養(yǎng)目標

區(qū)域認知：觀察、識別、描述與地球圈層有

1.理解并掌握地震波的類型及傳播特點，地

關(guān)的一些自然現(xiàn)象。

震波在莫霍界面、古登堡界面?zhèn)鞑ニ俣鹊淖?/p>

綜合思維：能夠運用圈層理論，說明各圈層

化特點。

之間的關(guān)系和變化過程。

2.理解并掌握地球內(nèi)部圈層的劃分依據(jù)、各

人地協(xié)調(diào)觀：從人地關(guān)系的角度，描述地球

層的特點。

各圈層和人類活動的關(guān)系。

3.明確地球外部圈層的組成、各圈層的主要

地理實踐力：從地球圈層的角度，認識地球

特點及各圈層間的相互關(guān)系。

的內(nèi)部圈層和外部圈層。

1.地球的內(nèi)部圈層包括土也殼、地幔和地核，上地幔的上部存在軟流層，

上地幔頂部和地殼合稱巖石圈。

本節(jié)重點

2.地球的外部圈層包括「太氣圈、水圈和生物圈，它們和巖石圈相互聯(lián)

系、相互滲透，共同構(gòu)成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。

自主梳理?探新知

一、地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)

1.地震波

(1)分類：圖中A表示橫波,B表示縱波。

'A波：傳播速度慢，只可以通過固體

蚌/〈傳播

Q)特征］B波:傳播速度快，可以通過固體、液體和

、氣體傳播

(3)波速變化

①在地下33km的C處(指大陸部分)：橫波和縱波傳播速度都明顯增加

②在地下2900km的D處：A波—完全消失B波傳播速度突然下降

2.圈層劃分

(1)依據(jù)：地震波在地球內(nèi)部傳播速度的變化。

(2)界面：圖中C莫霍界面,D古登堡界面。

(3)圈層：由內(nèi)向外E+F為地核，G為地幔，H為地殼。

3.巖石圈

包括地殼和上地幔頂部(軟流層以上),由堅硬的巖石組成。

［易錯提醒］

巖石圈不等于地殼，巖石圈不僅包含地殼而且還包含上地幔頂部(軟流層以上)部分。

二、地球的外部圈層結(jié)構(gòu)

1.大氣圈

由氣體和懸浮物質(zhì)組成的復雜系統(tǒng)，主要成分是氮氣和氧氣。

2.水圈

是地表和近地表的各種形態(tài)水體的總稱,其主體是海洋，還包括陸地上的

河流、湖泊、沼澤、冰川、地下水等。

3.生物圈

是地球表層生物的總稱。涉及大氣圈、水圈和巖石圈。

合作探究?釋疑難

知識點

地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)

II問題探究一■

《地心游記》講述一位教授在一本古老的書籍里偶然發(fā)現(xiàn)一張羊皮紙，他從這張羊皮紙

上的字里行間得到了啟示：前人曾到地心旅行。這位教授決定也進行同樣的旅行。他在某年

帶著侄子以及足夠的糧食、儀器和武器等，由漢堡出發(fā)，到了冰島，又請了一位向?qū)щS行。

他們?nèi)鋈税凑涨叭怂粜畔⒌闹敢?，由冰島的一個火山口進入地下，經(jīng)過3個月的旅行，歷

盡千辛萬苦，最后由于巖流的沖擊，又從地中海的一個島上的火山口回到了地面。

2

根據(jù)以上材料，探究下列問題：

(1)材料中講述的故事可能發(fā)生嗎？科學家利用什么手段來了解地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)？

(2)有人用“半熟的雞蛋”形象地比喻地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)，你認為合理嗎？

(3)巖漿發(fā)源于地球內(nèi)部的哪個圈層？

提示：(1)不可能。利用地震波來研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

(2)合理。用“半熟的雞蛋”來比喻地球的內(nèi)部圈層，則蛋殼為地殼；蛋白為地幔，由

于半熟，所以有些蛋白漿代表軟流層中的巖漿；蛋黃為地核。

(3)地幔(上地幔頂部)。

II歸納拓展?

1.縱波與橫波的比較

分類縱波橫波

別稱P波S波

概念波的振動方向與傳播方向一致波的振動方向與傳播方向垂直

傳播速度快慢

狀況介質(zhì)可以通過固體、液體和氣體傳播只能通過固體傳播

傳播速度都隨著所通過物質(zhì)的性質(zhì)而變化；都是彈性波；都是能量的載體

共性

和傳遞形式

表現(xiàn)上下顛簸左右搖晃

拓展延伸：地震波的應用

1.根據(jù)地震波在地球介質(zhì)中傳播的規(guī)律，研究地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、礦產(chǎn)資源和油氣資源

的分布以及研究與大型工程建設(shè)相關(guān)的近地表地層的復雜結(jié)構(gòu)。

2.在油田開發(fā)中的應用。人們通過研究地震波在地下巖石中的傳播規(guī)律，確定被研究

儲層的巖性、物性及含氣性，為油田開發(fā)提供決策支持。

2.地球的內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)

圖解地球的內(nèi)部圈層——兩“面”三“層”

圈層不連續(xù)面特征

地殼地殼位于莫霍界面之上，是地球表面一層薄薄

3

的、由巖石組成的堅硬外殼。它厚薄不一，大

陸部分比較厚，平均厚度為39?41千米；大

莫霍界面

洋部分比較薄，一般為5?10千米

上地幔頂部地幔介于莫霍界面和古登堡界面之間，占地球

上地

軟流層總體積的80%。根據(jù)地震波波速的變化，地幔

幔

地幔上地幔下部分為上地幔和下地幔兩層。上地幔上部存在一

古登堡

個軟流層，一般認為這里可能是巖漿的主要發(fā)

下地幔界面

源地

液態(tài)或熔融地核以古登堡界面與地幔分

外核

狀態(tài)界，地核主要由鐵和銀等金屬

組成，厚度為3400多千米。

地核根據(jù)地震波波速的變化，可將

內(nèi)核固體金屬球地核分為外核和內(nèi)核兩層。外

核液態(tài)物質(zhì)的運動形成了地

球的磁場

［方法技巧］

1.地殼“厚薄”歌

大陸厚，海洋薄——海陸差異；山地厚，平原薄——地貌差異。

海嶺厚，海溝薄一海底差異；高處厚，低處薄一海拔差異。

2.地殼、地幔、巖石圈、軟流層的關(guān)系

地殼是指從地面到地下33千米處的莫霍界面所包括的范圍，它是由巖石組成的，但它

只是巖石圈的一部分。巖石圈是指從地面向下，直至上地幔頂部的軟流層之上的部分，它包

括整個地殼以及上地幔的頂部。如下圖：

II典例剖析一■

■例題1（2020?湖北武漢華中科技大學附中期中）2019年6月17日22時55分，

在四川宜賓市長寧縣（28.34。：\,104.90噸）發(fā)生6.0級地震。ICL（地震預警系統(tǒng)）提前61秒向

成都預警，幫助很多距離震中較近的用戶迅速撤離至安全場所。下圖分別為宜賓市震中位置

示意圖，以及地震波與地球內(nèi)部構(gòu)造示意圖。據(jù)此回答⑴?⑵題。

4

|中國地震臺網(wǎng)測定：|

1晾時間：6月17日聞遍

震中：

北緯28.34度

東經(jīng)104.90度

震源深度：16千米

震級：6.0級

速度(千米型)

03691215

地殼

1000

深

度2000

(

千3000

米

)

4000

5000

(1)本次地震震源位于(D)

A.內(nèi)核B.外殼

C.地幔D.地殼

(2)推測ICL系統(tǒng)預警地震的原理是(A)

A.縱波的波速快于橫波

B.橫波的波速快于縱波

C.橫波僅在固體中傳播

D.縱波可在氣體中傳播

［解析］第(1)題，地球內(nèi)部圈層(從外到內(nèi))分為地殼、地幔和地核。地核厚度最大，地

核與地幔分界面為古登堡界面，地幔與地殼的分界面為莫霍界面。地殼的平均厚度為17千

米，陸地部分更厚，此次地震的震源深度為16千米，震源應位于地殼，D正確。第(2)題，

縱波的波速快于橫波，縱波先到達地面，且對地表破壞較小，橫波晚到達地面，且破壞較大,

ICL(地震預警系統(tǒng))根據(jù)橫波、縱波傳播到地球的這個時間差發(fā)出了預警，A正確。

II對點訓練―■

1.下圖為“地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)的局部圖”，讀圖回答(1)?(2)題。

(1)下列有關(guān)說法正確的是(D)

A.地殼在海洋中常常缺失

B.橫波在②層傳播速度比③層快

5

C.②是軟流層

D.①層和②層屬于地殼

(2)在地球內(nèi)部，地震波傳播速度變化最快的地方是(C)

A.莫霍界面附近B.上、下地幔之間

C.古登堡界面D.內(nèi)外核之間

［解析］第(1)題，地殼分為硅鋁層和硅鎂層，硅鋁層位于上部，是不完全圈層，在大洋

中經(jīng)常缺失。硅鎂層是完整圈層，在大洋和大陸中都存在，A錯。橫波在②層傳播速度比

③層慢，B錯。②是地殼的一部分，C錯。①層和②層屬于地殼，D對。第(2)題，在地球內(nèi)

部，地震波傳播速度變化最快的地方是古登堡界面，地震波通過古登堡界面時橫波消失，縱

波速度減慢，C對。莫霍界面附近地震波速度加快，但變化幅度較小，A錯。上、下地幔之

間地震波波速沒有明顯變化，B錯。內(nèi)外核之間沒有橫波傳播，D錯。

知識點

地球的外部圈層結(jié)構(gòu)

II問題探究■

2019年1月11日1時11分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功

將“中星2D”通信廣播衛(wèi)星發(fā)射到預定軌道。

根據(jù)以上材料，探究下列問題：

(1)長征三號乙火箭穿過的大氣層的密度是否均一？

(2)長征三號乙火箭穿過的大氣層中是否有生物存在？生物主要集中在地球圈層的哪個

部位？

提示：(1)不均一。地球大氣層是在地球引力作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成

6

數(shù)千公里的大氣層。氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄O

(2)有。生物主要集中在大氣層底部。

II歸納拓展?

1.地球的外部圈層結(jié)構(gòu)比較

圈層名稱概念組成其他

①厚度2000—3000千

包裹地球的氣體氣體和懸浮物質(zhì)，主要成分是氮米；

大氣圈

層氣和氧氣②地球生命生存的基礎(chǔ)

條件之一

①連續(xù)但不規(guī)則的圈

由液態(tài)水、固態(tài)水和氣態(tài)水組

水由各種水體組成層；

成,按存在位置和狀態(tài)可分為海

圈的外部圈層②水圈里的水處于不間

洋水、陸地水、大氣水和生物水

斷的循環(huán)運動之中

①集中分布在大氣圈、

生

地球表層生物的水圈與巖石圈很薄的接

物生物及其生存環(huán)境

總稱觸帶中；

圈

②最活躍的圈層

2.生物圈對地球其他圈層的作用

對大氣圈的影響綠色植物能降低大氣層中的二氧化碳濃度，調(diào)節(jié)氣溫

生物影響一些元素在水中的遷移和沉淀過程；生物體中的水通過被吸收

對水圈的影響

和排出以及在生命系統(tǒng)內(nèi)部的運動，參與水圈的循環(huán)

對巖石圈的影響生物風化作用和生物成礦作用

II典例剖析.■

■例題2(2020.山西太原五中高一月考)地球表面四個圈層聯(lián)系緊密，存在物質(zhì)遷

移和能量轉(zhuǎn)換，形成人類賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境。讀圖，完成(1)?(2)題。

(1)①圈層的主要特點是(A)

A.連續(xù)但不規(guī)則

7

B.由氣體和懸浮物質(zhì)組成

C.能夠進行光合作用

D.由堅硬的巖石組成

(2)關(guān)于圖示圈層的敘述，正確的是(B)

A.各圈層上下平行分布

B.各圈層相互滲透

C.③圈層單獨占有空間

D.都屬于地球的外部圈層

［解析］本題組主要考查地球的圈層結(jié)構(gòu)及特征，首先要根據(jù)題目中的信息判斷出①圈

層為水圈、②圈層為大氣圈、③圈層為生物圈、④圈層為巖石圈，再結(jié)合各圈層的基本特點

完成題目的解答。第⑴題，讀圖可知，①圈層為水圈，②圈層為大氣圈，③圈層為生物圈,

④圈層為巖石圈，水圈是連續(xù)但不規(guī)則的圈層。故選A項。第(2)題，生物圈貫穿于其他圈

層之中，不是平行分布，沒有單獨占有空間，圖中四大圈層相互聯(lián)系、相互滲透，巖石圈屬

于地球的內(nèi)部圈層，大氣圈、水圈、生物圈屬于地球的外部圈層。故選B項。

II對點訓練一■

2.(2020?山東濟寧微山二中月考)下圖為“地球外部圈層圖”。回答⑴?⑵題。

(1)圖中所示的圈層A、B、C分別是(D)

A.水圈、生物圈、巖石圈

B.生物圈、巖石圈、水圈

C.巖石圈、水圈、生物圈

D.生物圈、水圈、巖石圈

(2)A圈層不同于其他圈層的特點是(D)

①只有A圈層具有生命存在的條件

②不單獨占有空間，滲透于其他圈層之中

③占有獨立空間，厚度為300多米

④地球上非?；钴S的特殊圈層

8

A.①②B.②③

C.③④D.②④

［解析］第⑴題，讀圖，圖中所示的圈層均為地球外部圈層，根據(jù)各圈層所包括的范圍,

A占據(jù)大氣圈的底部，水圈的全部和巖石圈的上部，應為生物圈；B、C分別是水圈、巖石

圈。A、B、C錯誤，D正確。故選D。第(2)題，結(jié)合圖示A、B、C及與大氣圈的位置可

判斷A為生物圈，B為水圈，C為巖石圈。生命存在的條件主要有適宜生物呼吸的大氣、

適宜的溫度和液態(tài)的水，并不是生物圈獨有生命存在的條件，在地球的外部圈層里的地球表

面部分一般都具有生命存在的條件，①錯誤；生物圈包括大氣圈底部、水圈全部和巖石圈上

部，即生物圈不單獨占有空間，②正確，③錯誤；由于生物圈是生命存在的主要場所，故可

稱之為地球上非?；钴S的特殊圈層，④正確。②④正確，故選D。

素養(yǎng)培優(yōu)?提技能

策略指導

地震波傳播速度與地球內(nèi)部圈層劃分圖的判讀

［信息提取］

①地震波的類型；②莫霍界面；③古登堡界面；④地球內(nèi)部圈層的結(jié)構(gòu)。

傳播速度慢，只

傳播速度快，固、液、

在固體中傳播

氣三態(tài)中都可傳播

莫

霍

界

速度面

(km/s)地

深O.?

與

殼

地

度

幔

分

/1o的

界

k2OO面

moOOO

古

登

3OOO堡

界

面.?

地

幔

4000與

核的

地

界面

5000分

6000

［萬法總結(jié)］

利用波速判定地震波類型的方法

9

(1)看波速大小。根據(jù)在地球表面，縱波速度大約為8?9千米/秒，橫波速度大約為4?

5千米/秒，可判斷縱波速度總比橫波快。

(2)看波速變化。根據(jù)縱波能在固體、液體、氣體中傳播，橫波只能在固體中傳播。在

地下(陸地部分)平均33千米處，縱、橫波速度都明顯加快，至2900千米處，橫波速度增加

至約7千米/秒，縱波速度增加至約13千米/秒。之后橫波完全消失，縱波突然下降至約8

千米/秒，可判斷在地球內(nèi)部地震波經(jīng)過的介質(zhì)發(fā)生了變化。

考題展示

(2020?江蘇南通海安高級中學高一月考)分析地震波波速的變化可以了解地球內(nèi)部的

圈層結(jié)構(gòu)。讀下圖完成⑴?⑵題。

速5

4

度

(3

mk2

s/1

)O

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

100020003000400050006000深度(km)

(1)下列敘述正確的是(A)

A.①層中的地震波波速隨深度增加而增快

B.①是地殼，②是地幔，③是地核

C.甲波由①層進入②層波速急劇上升

D.乙波無法通過地幔

(2)圖中的X處為(B)

A.莫霍界面

B.古登堡界面

C.巖石圈與軟流層交界

D.內(nèi)核與外核交界

［解析］第(1)題，由圖分析可知，①層中的地震波波速隨深度增加而增快，根據(jù)深度和

波速大小、變化分析，①為地殼和地幔，②為外核；甲波由①層進入②層波速急劇下降，乙

波為橫波，可以通過地幔。故選A項。第(2)題，X為地幔和地核的分界面，即古登堡界面,

B項正確。

10

課堂小結(jié)?理脈絡(luò)

縱波

廠T劃分依據(jù)I——I地震波Iw

莫霍界面

—|不連續(xù)面jTI

-I古登堡界面I

,地殼片______________

地

球組成卜T地極卜|物質(zhì)組成和特點

-I~7~1

的“地核I

圈

層

結(jié)

構(gòu)不大氣圈匕

——范圍和特點?

d地球的外部圈層結(jié)構(gòu)I-u生物圈口

——?相互關(guān)系?—?相互聯(lián)系、相互滲透?

隨堂鞏固?測達標

一、單項選擇題

（2020?福建霞浦一中期中）2019年9月，墨西哥中部地區(qū)發(fā)生7.1級地震，地震致使波波

卡特佩特火山噴發(fā)。下圖為“地震波的速度與地球內(nèi)部圈層的劃分”圖，讀圖回答1?2題。

1.圖中表示莫霍界面的是（B）

A.①B.②

C.③D.④

［解析］莫霍界面位于地殼和地幔之間，即圖中②。

2.地震發(fā)生時，當?shù)鼐用竦母杏X是（D）

A.左右搖晃

B.上下顛簸

C.先左右搖晃后上下顛簸

D.先上下顛簸后左右搖晃

［解析］地震發(fā)生時，縱波傳播速度快，先傳播到地面，居民感覺上下顛簸，然后橫波

傳播到地面，居民感覺左右搖晃。故選D。

（2021?湖北黃岡流水實驗高中月考）當?shù)貢r間2019年7月2日17時57分31秒，南太平

洋島國斐濟附近海域發(fā)生里氏6.1級地震，震源深度約83.5千米。太平洋島國所羅門群島東

南端的圣克魯斯群島曾發(fā)生里氏&0級地震，震源深度為5.8千米，震中位于所羅門群島東

11

部347千米處。結(jié)合材料，完成3?4題。

3.材料中的圣克魯斯群島里氏8.0級地震、南太平洋島國斐濟附近海域的里氏6.1級地

震震源分別在（A）

A.地殼、地幔B.上地幔、地核

C.地殼、地殼D,巖石圈、上地幔

4.圣克魯斯群島的地震及其引發(fā)的海嘯對下列哪一圈層的影響最?。ˋ）

A.大氣圈B.巖石圈

C.水圈D.生物圈

［解析］第3題，整個地殼平均厚度約17千米，其中大陸地殼厚度較大，平均為33千

米，地殼之