第五节：地球的圈层结构
上天容易入地难。虽然目前的科学技术日新月异，载人宇宙飞船可以在太空遨游，宇宙探测器甚至能飞出太阳系，可谓“上天有路”。然而对于我们脚下6 371 km半径的地球，却至今还是“入地无门”。那么，地球的内部是什么样的？我们又是如何知道地球的内部构造的呢？现在，人类可以利用地震波来认识地球的内部结构。
水 圈
大 气 圈
生 物 圈
地球的圈层结构
岩石圈
地核
地幔
探讨
我们可以通过哪些途径去了解地球内部的情况？
哇，好大的西瓜啊！但不知道熟没熟，怎么办呢？
钻探取样研究
目前，地质科学家已经在13个国家打了近100口深浅不一的科学钻探井，其中4000米至5000米以上的深井有20个。12262米的科探井世界纪录是由前苏联在科拉半岛上的SG3井保持的；德国曾经打了一口9100米的科探井。在我国江苏省东海县毛北开钻的5118米科探井工程将是亚洲第一、世界第三深井。
钻探取样研究
“通往地心之路”—尼拉贡戈火山
什么是地震波?
地震波的分类及地震波的传播速度有何特点？
探究一：地震波
地球的内部圈层
划分依据——地震波
地震发生时，地下物质受到强烈的冲击会发生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就叫地震波。
阅读课文，思考下列问题，并填写表格：什么是地震波？有哪些类型？各有什么不同？对地球内部结构的研究有何帮助？
阅读思考
较快
较慢
相同
垂直
固、液、气态皆可
只有固态
速度都随所通过的物质性质而变化
可通过其速度变化推测地球内部物质的性质
探究二：地球的内部圈层
1、在莫霍面和古登堡面地震波波速突然变化说明了什么问题？
2、推测地幔和地核的物质状态可能是什么？
3、我们还可以通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？
3、还可以从火山喷发出来的物质、钻探得到的岩芯，来了解地球内部的信息。
探究内容：
探究结果：
1、说明了物质状态可能发生了变化。
2、地幔物质是固态的，地核的物质状态可能是液态。
地球内部圈层的划分表格
改进深部钻探技术，结合相关方面的科学设想。
根据火山喷发的物质，获取地球内部物质组成的相关信息。
地表的温泉、热泉可知地球内部有丰富的地热资源。
地球物理遥感探测技术
其他的手段
想一想：除了地震波，我们还可以通过那些渠道或方法获取地球内部的信息？
地球的内部圈层结构
读图思考
1.地壳的厚度变化有什么规律？
2.软流层是不是液态的？
3.岩石圈由哪些部分组成？
4.岩石圈是不是整体的一块？是否会发生运动？
岩石圈包括地壳和上地幔的顶部，软流层是岩石圈的下界
魏格纳和他的大陆漂移学说
板块构造学说
练习题

1.地震发生时，坐在(震中上)湖中小船里的人（ ）
A.先感到上下颠簸，后感到左右、前后摇晃
B.只感到上下颠簸
C.先感到左右、前后摇晃，后感到上下颠簸
D.只感到左右、前后摇晃
2.在莫霍界面以下（ ）
A.纵波和横波传播速度都增加
B.纵波传播速度下降，横波传播速度增加
C.纵波和横波传播速度都下降
D.纵波传播速度增加，横波传播速度下
B
A
3.地壳最薄的地方一般在 ( )
Ａ.海洋　　 Ｂ.盆地　　　
Ｃ.平原　　　Ｄ.大陆断层
4.关于软流层的错误叙述是 ( )
A.位于地幔的上部
B.一般认为这里可能是岩浆的主要发源地
C.由于呈熔融状态，所以不能传播横波
D.软流层以上为岩石圈
A
C
北京时间2011年1月3日4时20分，在智利中部(南纬38.2度，西经73.3度)发生里氏7.1级地震，震源深度约30 km。震中距智利首都圣地亚哥市约590 km。据此回5～6题。
5.地震发生时，圣地亚哥的居民会感到 (　　)
A．左右摇晃　　　 B．先左右摇晃后上下颠簸
C．先上下颠簸后左右摇晃 D．上下颠簸
6.此次地震的震源位于 (　　)
A．地核　　　　　　　　　 B．上地幔
C．下地幔 D．地壳
D
C
探究三：地球的外部圈层
地球外部包括哪几个圈层？
地球的外部圈层包括大气圈,水圈,和生物圈等,各圈层有和特点？它们的关系如何？
地球的外部圈层是同心圆,它们相互联系,相互制约，形成人类赖于生存和发展的自然环境。
思考
完成下列表格
由气体和悬浮物组成的包围地球的复杂系统
气体和悬浮物，主要成分是氮和氧
是地球自然环境的重要组成部分
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
地球表层生物及其生存环境的总称
生物及其生存环境
大气圈、水圈和岩石圈互相渗透、互相影响的结果
什么是大气圈?
大气圈
是因地球引力而聚集在地表周围最外部的气体圈层
（一）、大气圈
1、低层大气的物质组成
问题：低层大气中各种成分的作用？
干洁空气
水 汽
固体杂质
（一）、大气圈
成云致雨的必要条件
主要
成分
次要
成分
水 汽
固体杂质
含量78%、组成生物体的基本成分
一切生物维持生命活动所必须的物质
植物光合作用的原料；对地面有保温作用
吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量
紫外线的伤害，称为“地球生命的保护伞”
成云致雨的必要条件；对地面有保温作用
大气组成
主要作用
干
洁
空
气
O3
N2
O2
CO2
大气组成成分及其作用
注意
(1)低层大气的成分是因时因地而变化的
二氧化碳：冬＞夏；城市＞农村
固体杂质：陆＞海；城市＞农村；冬＞夏
水 汽：低纬＞高伟；海＞陆；夏＞冬
适量
过量
(2)大气成分过多或过少对人类的影响
紫外线：杀菌除病，对人和生物有益；
伤害人类、生物
固体杂质：为成云致雨创造条件；
二氧化碳：光合作用原料，保护地表温度
全球变暖，
气候异常
大气污染
依据：
温度、密度和
运动状况
垂直
分层
对流层
平流层
高层大气
２、大气圈的结构
对流层
平流层
高层大气
不同高度的大气特点不同，对人类生产、生活的影响不同，具体分析如下表所示：
对流层温度的异常变化
正常情况下，对流层气温随高度增加而递减，但在特殊的气象、地形等因素影响下，会发生一些变化。对流层温度变化体现在以下两个方面：
1．气温垂直递减率的变化
正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，但在不同的地点和不同的时间，可能会小于0.6℃或者大于0.6℃，如下图表现为曲线变陡或变缓。在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定；在①情况下，大气对流运动更加强烈。
2．逆温
(1)对流层气温有时候出现下列情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升1 000米，气温下降幅度小于6℃。这就是逆温现象。如图所示：
利： ①.可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。
②.逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。
(2)逆温的利与弊：
弊：①出现多雾或晴朗干燥天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便
②加剧大气污染。由于逆温的存在，空气垂直对流受阻，就会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。如果位于盆地内，将会更加严重。
③对航空造成影响。逆温现象如果出现在低空，多雾天气对飞机起降带来麻烦。
下图示意大气垂直分层。读图回答(1)～(3)题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是 (　　)
A．①　　 B．②
C．③ D．④
(2)对短波通信具有重要意义的电离层位于 (　　)
A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部
C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层
B
D
下图为“北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图”。由图中信息可分析出（ ）
A．5时、20时大气较稳定
B．12时、15时出现逆温现象
C．大气热量直接来自太阳辐射
D．气温日较差自下而上增大
A
97%
湖泊
沼泽水
冰川
南北
两极
（二）、水圈
(2)作用：①水分和热量的组合使地球表面形成了不同的
和自然景观类型；②水溶解 和土壤中的营养物质，满足生物需要；③水循环可以调节 ，净化大气。
自然带
岩石
气候
定义：生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称
范围： 水圈的全部
岩石圈表层
大气圈底层
生物主要集中在地球内、外圈层的交汇处；
生物圈的核心部分在地面以上100m和水面以下200m这一薄层中
（三）生物圈
1.大气圈的主要成分是（ ）
A.氮和氢 B.氧和氮
C.氢和氧 D.氧和碳
2.水圈是________的圈层。（ ）
A.连续而规则 B.连续但不规则
C.不连续但规则 D.不连续不规则
3.有关生物圈的叙述，正确的是（ ）
A.生物圈是指地球上所有的生物
B.生物圈是地球上最大的生态系统,是最活跃的圈层
C.生物圈占有大气圈的全部，水圈和岩石圈的上部
D.生物圈与岩石圈没有联系
B
B
B
4.2010年3月以来，北大西洋极圈附近的冰岛发生大规模火山喷发，火山灰蔓延使欧洲航空业蒙受重大损失。下图为火山喷发图片。这些蔓延的火山灰物质在地球圈层中迁移的顺序是 (　 )
A．大气圈→水圈、生物圈→岩石圈
B．岩石圈→大气圈→水圈、生物圈
C．水圈、生物圈→大气圈→岩石圈
D．水圈、生物圈→岩石圈→大气圈
A