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地球的圈層結構
第一章第四節
目前最深鉆井不超過13km，但還不到地球半徑的1/516。
人工鉆井
火山噴發能將地下幾百千米的巖漿泛到上層，但最深不超過450km。
火山噴發
地殼運動能掀起地下20～30km的物質到地球表層。
地殼運動
地球是由不同物質和不同狀態的圈層組成的球體
地球的平均半徑是6371千米
內部圈層
一
我們無法看見地球的內部，那有什么辦法可以知道地球內部的情況呢？
（一）內部圈層的研究方法
地震波
縱波
橫波
當地震發生時，地下巖石受到強烈沖擊產生彈性震動，并以波的形式向四周傳播。
縱波
（P波）
1.地震波的傳播特點
橫波
（S波）
分 類 特 點 傳播速度 傳播介質狀態
縱波
橫波
較 快
較 慢
固、液、氣
固
共同點：傳播速度都隨所通過物質的性質而改變。
想一想
1.當地震發生時，陸地上的人們有什么感覺？主要致害的是什么？
先上下顛簸，后前后、左右搖晃
2.當地震發生時，在海洋中航行的人會有什么感覺？
只能感覺到上下顛簸
橫波
地震發生以后，建筑物并不會馬上倒塌，一般都要間隔約12秒，這就是地震救援領域所說的“黃金12秒”。
抓住“黃金12秒”（理論依據）
地震波分為橫波和縱波，縱波傳播速度快但破壞力較小，橫波傳播速度慢，但破壞力較大；
地震發生后，地震預警系統監測到縱波時自動發出電磁波預警；
電磁波傳播速度遠大于橫波，
因此能在橫波到來之前向周邊發出預警，為民眾爭取到短暫的避難時間。
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
3
6
9
12
15
深度：km
速度：km/s
（1）圖中曲線分別表示什么波？判斷理由？
（2）地震波傳播速度發生了幾次較大的變化？分別發生在哪個深度？如何變化？
（3）地震波波速的變化表示什么？
地震波是如何反映地球內部狀況？
不連續面
地下深度
波速變化
33千米處
（大陸部分）
莫霍界面
該面下，P、S波速都明顯增加
古登堡界面
2900千米處
在這里，P波速忽然下降，S波完全消失
兩界面深度及地震波速變化比較
2.地球內部圈層的劃分
（1）如何區分橫波和縱波？
（2）找出地震波傳播速度明顯變化的深度。
2900千米
地面下平均33千米
地殼由巖石組成的堅硬外殼。厚薄不一，海洋地殼薄，大陸地殼厚
地殼的平均厚度是( )千米；
大陸地殼較厚，平均為( )千米；
高山高原最厚處可達( )千米；
大洋地殼較薄，平均為( )千米。
17
39-41
70
5-10
2.地球內部圈層的劃分
讀“某地地震波速度隨深度的變化圖”
4.圖中曲線表示的地震波是
A.縱波 B.橫波
C.縱波和橫波 D.無法判斷
5.莫霍界面大約位于該地地下
A.5Km處 B.17Km處
C.33Km處 D.2900Km處
B
A
可能是海洋地殼
根據地殼化學組成的差異和地震波傳播速度的不同，將地殼分為上下兩層，這兩層的物質組成和結構有著明顯的區別。
分層 名稱 主要成分 密度 分布
上層 硅鋁層 由硅、鋁成分較多的花崗巖類組成 小 不連續分布；在大洋底部非常罕見，即使有也非常薄
下層 硅鎂層 由鎂、鐵、鈣成分較多的玄武巖類組成 大 連續分布；大陸和大洋地殼中都有分布
2.地球內部圈層的劃分
地殼由巖石組成的堅硬外殼。厚薄不一，海洋地殼薄，大陸地殼厚
軟流層：60-400Km
在上地幔頂部有一個軟流層，一般認為是巖漿的發源地
地核：由鐵、鎳等金屬組成，厚度約為3400Km，外核是液態的金屬物質，形成地磁場，內核為密度極大的固體金屬，超強壓力將鐵鎳原子擠壓在一起。
上地幔頂部與地殼是由巖石組成，合稱巖石圈。
地幔：從莫霍界面直至2900千米深處的古登堡界面，占地球體積的80%。地幔主要由含鐵、鎂的硅酸鹽類礦物組成。分為上地幔和下地幔。
地殼和巖石圈有何不同？
圈層名稱 特征 狀態
地殼
1.由巖石組成的固體外殼
2.厚度不均，大洋薄，大陸厚
固態
不連面：莫霍界面 — 深度33km
不連續面：古登堡界面 — 深度2900km
地幔
上地幔
下地幔
上地幔頂部軟流層，巖漿發源地
固態
地核
外核
內核
固態
液態
接近液態，橫波不能通過
溫度、壓力和密度很大
組成
花崗巖質巖層
玄武巖質巖層
鐵、鎂為主
的硅酸鹽巖
鐵、鎳為主
含少量輕元素
以鐵、鎳為主
外部圈層
二
地球外部圈層之間相互聯系、相互滲透，共同構成人類賴以生存和發展的自然環境。氣大圈生物圈圈水石巖圈近地面的大氣密度大，隨高度增加，空氣密度降低，氣壓降低；
大氣上界的高度范圍是2000～3000千米；
人類生活在大氣層的底部。
包圍著地球，由氣體和懸浮物組成的復雜系統
低層大氣的組成和作用
大氣組成 重要作用
干潔 空氣 氮（N） 地球上生物體的基本成份
氧（O） 一切生物維持生命必需的物質
二氧化碳（CO2） 綠色植物光合作用的重要原料
大量吸收太陽輻射的紅外線
臭氧（O3） 大量吸收太陽紫外線，保護生物免受傷害
水汽（H2O） 成云致雨的必要條件
固體雜質 連續：指地球上的各種水體通過水循環相互聯系在一起
不規則：指地球上的水時空分布不均。
水圈
由地球表層水體構成的連續但不規則的圈層。
按存在位置和狀態，可分為海洋水、陸地水、大氣水和生物水；陸地水分為地表水和地下水；
分布于陸地上的河流、湖泊、冰川和地下水等水體是人們生產生活用水的主要來源。
生物圈：地球表層生物及生存環境的總稱。（1）不獨占任何空間，分別滲透于大氣圈底部、水圈全部和巖石圈上部；（2）生物的絕大部分集中在地面以上110米到水面以下200米范圍內（生物圈的核心部分）；（3）生物是生物圈的主體和最活躍的因素；（4）生物的多樣性與生存環境密切相關。
B
大氣圈
A
C
1.左圖中A、B、C所代表的圈層結構分別是什么？
巖石圈
生物圈
水圈
2.指出地球外部圈層、內部圈層物質運動的能量來源。
地球外部圈層物質運動的能量來源是太陽輻射、重力、潮汐能；
地球內部圈層物質運動的能量來源是地球內部的能量。
（1）該圖體現地球圈層的要素有哪些？
山、云、山頂積雪、河流、湖、草、樹木
（2）舉例說明各事物之間的聯系。
在空間范圍上把自然環境放在地球圈層結構中來認識
積雪消融進入河、湖；
河湖水下滲補給土壤成為草樹水源；
大氣降水形成高山積雪。
甲
乙
丙
丁
地球外部圈層之間相互聯系、相互滲透，共同構成人類賴以生存和發展的自然環境。
一波、二面、三層、四圈
33 2900 17 39-41 70 5-10 60-400 2000-3000

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