解析:软流层所在深度温度、压力极大,强大的压力下,岩面处于一种潜在融熔态,就像烧红的玻璃,既不是液态,又有可塑性,以岩浆形式喷出时,由于压力减小,这种可塑性岩石转化成液态。
(2)内核为何是固体?
误区:外核是液体,横波不能通过,内核从课本图中也没有见到横波通过,为何是固体? 解析:①纵波在地下5 000千米深处,传播速度明显增加,说明可能由液态转为固态;②图上未表现出,横波在5 000千米以下由纵波转化而成,比较微弱,进一步证明内核为固态。 分析、归纳各圈层的主要特征。
地壳 ①厚度:地壳平均厚度约17千米,地壳厚度的变化规律是:大陆地壳较厚,平均厚度约33千米,海洋地壳较薄,平均厚度约6千米;海拔越高,地壳越厚,海拔越低,地壳越薄。
②组成:地壳由90多种化学元素组成,含量较多的8种元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁,其质量总数占地壳总质量的98.04%,其中氧几乎占1/2,硅占1/4强。硅酸盐类矿物在地壳中分布最广
③结构:上层为硅铝层,相对密度较小,分布不连续,在大洋底部罕见甚至缺失;下层为硅镁层,相对密度较大,分布是连续的。
地幔 ①结构:分上地幔和下地幔。上地幔具有固体特征,主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成。
岩石圈:由地壳和上地幔顶部(软流层以上)合在一起组成。
③软流层:位于上层地幔中,一般认为可能是岩浆的主要发源地之一。 地核 ①组成:可能是极高温度和高压状态下的铁和镍组成。 ②结构:外核呈液态或熔融状态;内核呈固态
知识链接
地球的内部圈层 人类在地球上已经生活了二三百万年,它的内部到底是个什么样子呢?有人说,如果我们向地心挖洞,把地球对直挖通,不就可以到达地球的另一端了吗?然而,这却是不可能的。因为目前世界上最深的钻孔也仅为地球半径的1/500,所以人类对地球内部的认识还是很不准确的。随着科学的发展,人们从火山喷发出来的物质中了解到地球的内部的物理性质和化学组成,同时利用地震波揭示了地球内部的许多秘密。
1910年,前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇契意外地发现,地震波在传到地下50公里处有折射现象发生。他认为,这个发生折射的地带,就是地壳和地壳下面不同物质的分界面。1914
年,德国地震学家古登堡发现,在地下2900公里深处,存在着另一个不同物质的分界面。后来,人们为了纪念他们,就将两个面分别命名为“莫霍面”和“古登堡面”并根据这两个面把地球分为地壳、地幔和地核三个圈层。 地壳
地壳是地球最外面的一层,一般厚33公里(大陆)或7公里(海洋)。地壳分为上下两层,其间是康拉德面,在10公里左右。上部地壳只有大陆有,海洋基本缺失。上部地壳主要为花岗岩层,下部地壳主要为玄武岩层。 地幔
介于地壳和地核之间的部分是地幔,平均厚度为2870公里左右。地幔也分为上下两层,分界面约在1000公里左右。在距地球表面以下约100公里的上地幔中,有一个明显的地震波的低速层,这是由古登堡在1926年最早提出的,称之为软流圈,它位于上地幔的上部。在洋底下面,它位于约60公里深度以下;在大陆地区,它位于约120公里深度以下,平均深度约位于60~250公里处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在。 地核
地球的中心部分为地核,半径为3473公里左右。地核又可分为外核和内核。根据对地震波传播速度的测定,外核可能是液态物质,内核则是固体物质。地核的物质成分同陨铁相似,所有有时又叫“铁镍核心”。
地球内部不是均质的,平均地球密度为5.515克/厘米3,而地球岩石圈的密度仅为2.6~3.0克/厘米3。由此,地球内部的密度必定要大得多,并随深度的增加,密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计,在100公里深度处温度为1300℃,300公里处为2000℃,在地幔圈与外核液态圈边界处,约为4000℃,地心处温度为 5500 ~ 6000℃
【课堂总结】 【布置作业】 板书设计
第四节 地球的圈层结构
第一课时
一、地球的内部圈层 1、划分依据
2、划分界面:莫霍面和古登堡面 3、三大圈层:地壳、地幔和地核
第四节 地球的圈层结构
第二课时
【引入新课】要使我们更全面地认识地球整体面貌,除了需要对地壳结构的了解外,还需要对地球外部结构的层次。那么地球的外部圈层主要有哪些层次?它们各自范围和作用是什么呢?
【板书】二、地球外部圈层结构
【师生互动】师:地球的外部圈层可以分为大气圈、水圈和生物圈三个圈层。这些圈层之间相互联系,相互制约,形成人类赖以生存的自然环境。请同学们阅读26~27页课文,完成下列问题:
1、随着高度的变化,大气密度有什么变化?为什么?
2、低层大气主要由哪三部分组成?水汽和固体杂质有什么特殊作用? 3、分别说明氮气、氧气、二氧化碳和臭氧对生命活动与地理环境的影响。 4、依据大气在垂直方向上的物理性质和运动状况,可以将大气分为哪三层? 投影:大气层气温随高度变化曲线图。
师:请大家观察,对流层中气温随高度的变化如何变化?为什么? 生:降低,原因是对流层大气的热量主要来自于地面。 师:一般高度每增加100米,气温降低多少℃? 生:0.6℃。
师:由于对流层大气上冷下热,所以空气对流运动显著。 师:对流层集中了大气质量的3/4和几乎整个大气中的水汽和固体杂质,又因为水汽和固体杂质是成云致雨的重要条件,因此,对流层天气状况复杂多变。 讨论:从低纬度到高纬度对流层厚度一样吗?为什么? 结论:由于从低纬度到高纬度地表热量分布是不均匀的,所以对流层的厚度从低纬度到高纬度是逐渐变薄的。
师:我们从温度变化、大气运动状况和天气现象三个方面了解了对流层的特点,下面请大家就从这些方面了解平流层的特点。 生(归纳):温度随高度增加而升高,主要原因是其热量主要来自臭氧对太阳紫外辐射的强烈吸收。大气稳定,以水平方向运动为主。天气晴朗,有利于航空飞行。
师:高层大气又可以分为中间层、热层、外逸层等,其密度非常小,与星际空间的密度相当接近。在该层大气中存在电离层,能够反射无线电波,为人类的信息交流提供了极大的方便。 【板书】1、大气圈 大气密度随高度增加而迅速下降。一般把2000~3000千米这个高度作为大气圈的上界。大气圈包围着地球,是由气体和悬浮物组成的复杂系统,它的主要成分是氮和氧。它是地球自然环境的重要组成部分。 【学生自查】让学生完成下表 1、大气圈 (1)组成: 大气的组成
氮 干洁空气 氧 二氧化碳 臭氧 水汽 固体杂质 凝结核 生物体的基本成分 维持生命活动 光合作用、保温作用(吸收红外线) 地球生命的保护伞(吸收紫外线) 成云致雨的必要物质条件(原料) (2)垂直分层:
高层大气 厚度 2000~3000KM 直接热源 温度随高度的变化 大气的运动形式 平流 对流 与人类的关系 无线电短波通讯 O3吸收紫外线 有利于飞机飞行 与人类关系最密切(生活于其中) 天气现象复杂多变 平流层 50—55KM 对流层 17~18KM(赤道) 8~9KM(极地) O3层吸收升高 柴紫外线 地面 降低(0.6度/100米) 【指导学习】阅读“水圈”部分课文,了解地球上水体的组成。水圈有哪些组成?海洋水、陆地水(湖泊水、河流水、冰川水、地下水、矿物水)水在地理环境中扮演了什么样的角色? (1)水是地表最重要的物质和参与地理环境物质能量转化的重要因素 (2)水分与热量的组合形成了不同的自然景观。 (3)水为满足生物需求创造了前提。(水自身、水溶解营养物质) (4)水循环调节气候、净化大气。 (5)水促进地理环境的发展和演化。 讨论:我们日常生活中应如何合理用水。 【师生归纳】水分和能量的不同组合使地球表面形成了不同自然带和自然景观类型,水溶解岩石和土壤中的营养物质,为满足生物需要创造了前提。水分循环可以调节气候,净化大气。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。
【板书】2、水圈 由液态水、固态水和气态水组成。按照存在位置和状态可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水,其中陆地水与人类社会的关系最为密切。水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。(它包括地表水、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。 【板书】3、生物圈:
自主学习:生物圈在地球上的范围?(最高到达哪里?又可以深入至哪里?) [描述“宇宙环境——地球——地球圈层”]
分析:什么是自然环境?它应该包括多么大的范围?
自然环境的定义:人类赖以生存的自然环境——人类活动的范围和能够影响到人类的范围 自然环境的五大因子:气候、水文、地貌、土壤、植被。因此自然环境应该包括这些内容。 自然环境的范围:大气层下层、水圈、生物圈、岩石圈的上层——地球表层学。 这个范围也正是大气圈、水圈、岩石圈相交汇的位置,也正是生物圈的位置。 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。它是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果。 【案例研究】阅读案例研究《美国“生物圈2号”实验》。 讨论:“生物圈2号”实验的意义是什么?是什么原因导致了这场实验的失败? 师:在现有的科学技术条件下,人类无法模拟出一个类似地球这样一个可供人类生存的环境,我们必须珍惜和保护地球——我们惟一的家园。
知识链接
地球的外部圈层 大气圈
大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层,它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界,在2000 ~ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下,土壤和某些岩石中也会有少量空气,它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克,相当于地球总质量的百万分之0.86。由于地心引力作用,几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内,其中75%的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征,在对流层之上还可分为平流层、高层大气等。
水圈
水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等,它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球,可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋,它使地球成为一颗“蓝色的行星”。地球水圈总质量为1.66×1024克,约为地球总质量的3600分之一,其中海洋水质量约为陆地(包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中)水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏,那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。
生物圈
由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物,在地球上这个合适的温度条件下,形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物,是指有生命的物体,包括植物、动物和微生物。据估计,现有生存的植物约有40万种,动物约有110多万种,微生物至少有10多万种。据统计,在地质历史上曾生存过的生物约有5-10亿种之多,然而,在地球漫长的演化过程中,绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部,构成了地球上一个独特的圈层,称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。 【课堂总结】 【布置作业】 板书设计
二 地球外部圈层结构 1.大气圈 2.水圈 3.生物圈 地 壳 划分依据 内部圈层结构 地 幔 基本特征 地 核 地 球 大气组成及各成分作用 的 各层厚度、直圈 对流层 接热源、温度大气圈 层 随高度变化规结 垂直分层 平流层 律、大气运动构 状况、与人类 高层大气 活动的关系 外部圈层结构 水 圈 组成及作用 生物圈 最活跃的圈层