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第四节地球的圈层结构一、课标分析知识与能力：地球圈层结构包括内部和外部圈层，内部圈层是由两个不连续面划分出的三层构造。
对于各圈层的具体厚度和细致分层不作要求，需要突出的是地壳和上地幔顶部组成岩石圈，而上地幔上部存在软流层，它可能是岩浆的主要发源地，这些就作为地球内部圈层的主要特征。
内部圈层的划分依据——地震波速的变化作一般了解，地震波的类型及其特征、地震波在地球内部速度变化过程等不作要求。
外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。
大气圈组要成分是氮和氧，其底部的大气状态对地理环境及其变化起积极而重要的作用。
水圈是连续不规则的圈层，它以地表水、地下水、大气水和生物水等形式渗透到其它圈层，并进行着循环运动。
生物圈也存在于其它圈层中，占据大气圈底部、水圈全部和岩石圈上部，各圈层在此相互作用，形成自然环境。
过程与方法：通过绘制内部圈层和外部圈层示意图，掌握地球圈层结构，并掌握抓住主要特征图示结构组成的学习和表述地理事物的方法。
情感、态度、价值观：结合我国深空、深海、深陆探测计划和地球圈层结构图绘制，体验地球结构的优美，激发探索地球奥秘的兴趣。
二、学生情况分析学生已具备地震、地壳、外部圈层等感性知识，具备一定读图、绘图能力和资料分析能力。
但由于本节内容的宏观性，学生接触不多、涉及其他学科知识，教师宜采用讲授为主的教学方法，采用比喻方式，提供相关图文资料，设置必要的问题，把学生自主学习和教师启发讲授相结合，引导学生用图表形式把复杂关系条理化。
三、重难点确定教学重点：地球内外圈层的空间分布、特点是教学重点。
它们相互作用形成自然环境，对认识以后各章涉及的地理现象、地理规律具有统摄作用。
教学难点：岩石圈和地壳的区别是难点所在，这是因为本节涉及了较多的地球圈层，在层之间形成的跨层结构容易和其他圈层相混淆。
四、教材分析利用教材中地球内部圈层划分图（图1.26）、地球内部圈层结构图（图1.27）和地球外部圈层示意图（图1.28）基本能完成课标要求。
1．地球的圈层结构及各圈层的主要特点
（１）地球的圈层结构: 包括由地核、地慢、地壳组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生物圈组成的外部圈层。
（２）地球内部各圈层的特点：①地核的外核为液态或熔融状，内核为铁镍固体；②地慢为铁镁固体，地慢上部的软流层为岩浆发源地；③地壳厚度不均，陆壳厚洋壳薄，地壳上为硅铝层，下为硅镁层；
（３）地球外部各圈层的特点：①大气圈高度愈增大气密度愈降；②水圈由液、固、气三态组成，连续而不均匀分布；③生物圈与地壳、大气圈、水圈交叉分布且相互渗透，是包括人类在内的生命最活跃的圈层。
2.地球内部圈层划分
（1）地球内部圈层的划分依据——地震波
（2）地球内部圈层的划分界面——不连续面；地震波分类及特点
（3）划分：以两个不连续面（莫霍界面、古登堡界面）将地球的内部圈层分为地壳、地幔、地核三层。
（4）岩石圈包括地壳和地幔顶部（软流层以上），全部由岩石构成，是构成地貌、土壤的物质基础，提供各种矿产资源。
岩石圈与其它三个外部圈层（大气圈、水圈、生物圈）一起，构成了人类生存的地理环境。
3.地球外部的四大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。
(1)大气圈的作用：提供生命活动所需要的大气，而且还是生物生存的保护层等，对人类有重大作用。
(2)
(3)总的说来，自然界干洁空气中各部分的含量处于动态平衡中，但是不合理的人类活动，能够改变大气各种成分的含量（特别是微量气体，如、臭氧的含量的变化）。
当前，特别引起人类关注的是全球二氧化碳含量上升和臭氧含量减少的现象，已经对人类的生存环境产生了重大的负面影响。
2CO。
地球圈层结构及其相互作用研究我们生活的地球是一个极其复杂而又神奇的星球。
从外部看，它是一颗蓝色的美丽行星；而深入其内部，它有着精细且独特的圈层结构，并且这些圈层之间存在着密切且多样的相互作用。
地球的内部结构可以大致分为三个主要的圈层：地壳、地幔和地核。
地壳是我们最为熟悉的部分，它是地球表面的薄壳，平均厚度约为 17千米。
但这薄薄的一层地壳，却是我们人类生活和各种地质活动发生的场所。
地幔位于地壳之下，厚度约为 2865 千米。
地幔的物质状态相对复杂，既有固态的岩石，也有部分呈现出塑性流动的特征。
这里的物质对流对地球的地质过程和板块运动有着重要的影响。
地核则是地球的核心部分，分为外核和内核。
外核主要由液态的铁和镍组成，内核则是固态的铁镍合金。
地核的高温高压环境造就了其特殊的物理和化学性质，并且地核产生的地球磁场对于保护地球生命免受宇宙射线的伤害至关重要。
这些圈层并非孤立存在，它们之间的相互作用影响着地球的演化和各种地质现象。
首先，板块运动就是地球圈层相互作用的一个显著表现。
地壳和上地幔顶部的岩石圈被划分成若干个板块，这些板块在软流圈上缓慢移动。
板块的相互碰撞、分离和俯冲等运动，不仅会引发地震和火山活动，还会导致山脉的形成和海陆格局的变化。
例如，当两个大陆板块相互碰撞时，会挤压形成高大的山脉，像喜马拉雅山脉就是由印度板块和欧亚板块碰撞挤压而形成的。
其次，地幔物质的对流也是地球圈层相互作用的重要机制。
地幔中的热物质上升，冷物质下沉，形成对流循环。
这种对流不仅为板块运动提供了动力，还会影响地球内部的热量传递和物质交换。
再者，地球的磁场也是地球圈层相互作用的结果。
地核中的液态外核流动产生电流，从而形成了地球的磁场。
这个磁场不仅为我们指示方向，还能抵御太阳风中带电粒子的侵袭，保护地球的大气层不被剥离。
此外，地球圈层之间的物质交换也非常重要。
例如，火山活动会将地幔中的物质带到地表，而风化、侵蚀和沉积等过程则会将地表的物质带入地壳深处。
第七讲地球内部圈层和岩石圈的结构一、地球内部圈层1、地震波：2、圈层划分：地壳地幔地核3、软流层：4、岩石圈：5、地球的外部圈层：二、三大类岩石1、按成因分类：岩浆岩：（火成岩）沉积岩：（水成岩）沉积相：变质岩：[理解—要点突破]1．三大类岩石的形成和用途122、岩石圈的物质循环三、内外力作用与地表形态1、地表形态变化的作用力（按能量来源）划分：[理解—要点突破]1．内力作用对地表形态的影响(1)地壳运动——塑造地表形态的主要内力5．大理岩是石灰岩经过程①形成的。
在这一过程中 ( ) A ．温度升高，压力降低 B ．温度降低，压力升高 C ．温度升高，压力升高 D ．温度降低，压力降低6．图中能够反映大洋中脊处新的洋壳形成过程的代码是( ) A ．②B ．③C ．④D ．⑤图示的岩石循环模型说明岩石通过不同的过程可以从一种形态转化成另一种形态。
据此完成5～6题。
3．对浮石成因的合理推测是( )①岩浆冷却较快 ②岩浆冷却较慢 ③在地表形成 ④在地下形成 A ．①③ B ．①④ C ．②③D ．②④4．在岩石圈物质循环示意图中，能够反映浮石形成过程的代码是 ( ) A ．①B ．②C ．③D ．④◎考向2 岩石圈及地壳物质循环(2018·烟台月考)浮石，主要产于吉林省东南部长白山天池附近。
该石多呈白、灰白、乳白、浅黄等色，多孔而质轻，能浮于水面。
读图回答3～4题。
【导学号：98510041】(2)其他内力作用对地表形态的影响(3)内力作用形成的典型地貌①水平运动形成的典型地貌a．喜马拉雅山：是亚欧板块和印度洋板块水平挤压作用，使岩层弯曲变形形成的褶皱山脉。
b．东非大裂谷：是由地壳强大的水平张裂运动，使岩层发生断裂而形成的。
②垂直运动形成的典型地貌台湾海峡：在远古时代，台湾是与中国大陆相连的，约在几百万年前，由于地壳运动，部分陆地下沉，海水进入，形成台湾海峡，将台湾岛与大陆隔开。
2、板块构造学说：发展：A:地球的岩石圈不是整体一块，而是被海岭，海沟等断裂构造带分割成若干单元，称板块，全球岩石圈分为六大板块。
地球圈层结构研究（全文）胡经国本文作者的话当今地球人类正在向地球深部和深部海洋进军，同时正在或即将向月球进军、向火星进军、向宇宙深空进军。
地球不仅是目前宇宙中唯一已知适宜人类居住的星球，不仅是过去、现在乃至未来数百年人类唯一的家园，而且是上述一系列探索性进军的基地和出发点。
为了更好地认识和保护我们的地球家园，促进和确保上述一系列探索性进军的顺利开展和成功，进一步广泛深入地普及地球科学仍然是十分必要的。
为此，本文拟根据作者手中掌握的资料对地球圈层结构研究现状和成果进行新的、比较全面系统的论述，供读者进一步了解和研究参考。
下面是正文一、地球概述地球（Earth），别名盖亚（Gaia）,是太阳系（Solar System）八大行星之一。
地球是太阳系中直径、密度和质量最大的行星。
地球自西向东自转，同时围绕太阳（Sun）公转。
按照距离太阳由近及远的次序，地球为第三颗行星，距离太阳1.5亿公里。
地球靠近太阳一侧为金星（Venus）；远离太阳一侧为火星（Mars）。
地球起源于原始太阳星云。
其形成至今的年龄为46亿年。
地球拥有一颗天然卫星月球，二者组成一个名为地月系统的天体系统。
从太空遥看，地球呈现美丽的蓝色。
地球赤道半径为6378.137km，极半径为6356.752km，平均半径约为6371km；赤道周长约为40076km；呈两极稍扁、赤道略鼓的不规则椭圆球体。
地球的表面积为 5.1亿k m2；其中71%为海洋，29%为陆地。
地球的体积为1.0832073×1012km3。
地球的平均密度为5507.85kg/m3；质量为5.965×1024kg。
地球内部具有地核、地幔、地壳圈层结构（包括由地壳和上地幔顶部构成的岩石圈）；地球外部具有大气圈、水圈、生物圈圈层结构。
地球是目前宇宙中已知存在生命的唯一星球，是包括人类在内的上百万种生物的过去、现在和将来的共同家园。
如上所述，地球不是一个均质体，而是一个由具有不同状态和不同物质成分的若干同心圈层所构成的非均质体。
地球圈层结构研究（7）
胡经国
㈢、地壳
1、地壳概述
地壳（Earth Crust），是指地球内部莫霍界面以上由岩石组成的地球固体外壳。
它是地球内部圈层结构中的最外层，岩石圈的主要组成部分。
通过地球内部地震波种类和传播速度的研究判断，地壳与地幔之间的界面为莫霍洛维奇不连续面（简称莫霍界面、莫霍面或Ｍ界面）。
2、地壳厚度及其它特点
整个地壳平均厚度约为17千米。
其中，大陆地壳厚度较大，平均约为39～41千米。
高山、高原地区地壳更厚，最厚可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。
而大洋地壳则远比大陆地壳薄，其厚度只有几千米。
青藏高原是地球上地壳最厚的地方，其地壳厚度达70千米以上；而在靠近赤道的大西洋中部海底山谷中，其地壳厚度只有 1.6千米；太平洋马里亚纳群岛东部深海沟（马里亚纳海沟）的地壳是地球上地壳最薄的地方。
有的资料显示，马里亚纳海沟底部距离莫霍面还有6公里的距离。
而有的资料则显示，马里亚纳海沟既是地球地壳最薄的地方，同时也是海洋最深的地方。
目前认为，马里亚纳海沟的最深处达到11000米，而此处的地壳厚度却可能只有2公里左右。
总体而言，地壳厚度约占地球半径的1/400。
地壳体积约占地球总体积的
1.55%。
地壳质量约占地球总质量的0.8%。
地壳物质的密度一般为
2.6-
2.9g/cm³；其上部密度较小，向下部密度增大。
地壳由固态岩石组成，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类岩石。
3、地壳物质组成
由于不同的地学学科从不同的角度、采用不同的方法手段研究地壳物质组成，因而有各不相同的研究成果。
⑴、地震学
地震学根据地震波纵波传播速度Vp，将典型大陆地壳分为：上地壳，包括沉积层（Vp=4.0km/s）、结晶基底（Vp=5.9km/s）、硅铝低速层（Vp=5.5km/s）；中地壳（Vp=6.3km/s）和下地壳（Vp=6.7km/s）。
上地壳、中地壳为硅铝（质）层；下地壳为硅镁（质）层。
大洋地壳只有硅镁层，沉积层之下就是玄武岩和蛇纹岩。
大洋地壳可分为三层：第一层（未固结的沉积层，平均厚度0.4km，Vp=2.0km/s）；第二层（固结的沉积层和玄武岩，平均厚度 1.2km，Vp=4.6km/s）；第三层（拉斑玄武岩，厚度约为4.7km，Vp=6.7km/s）。
⑵、岩石学和矿物学
根据岩石学和矿物学的研究成果，石英和长石两种矿物占地壳体积的63%；辉石和橄榄石两种矿物占地壳体积的14%；硅酸盐类矿物占地壳体积的
14.6%；碳酸岩类矿物占地壳体积的20%；其它矿物占地壳体积的6.4%。
⑶、地球化学
根据地球化学的研究成果，SiO2占地壳化学成分的1/2以上；其次是Al2O3占地壳化学成分的1/6以上；其余是铁、钙、镁的氧化物。
在大陆地壳化学成分中，K、Na及其化合物的含量较高；在大洋地壳化学成分中，Ca、Mg和Fe的含量较高。
4、地壳结构
⑴、康拉德面
康拉德不连续面（Conrad Discontinuity），简称康拉德面，是地壳中地震波传播速度变化的不连续面，也是地壳内部的次级不连续面。
其位置在地面以下22公里深度左右。
它将地壳分为上下两层。
其中，上层纵波速度Vp为5.9～6.3公里/秒；下层纵波速度Vp为6.5～7.6公里/秒。
上层为花岗岩（质）层，其下为玄武岩（质）层。
康拉德面在大陆地壳中的平均深度约为20千米。
其深度变化较大，最深约为40千米；最浅约为10千米。
在大洋地壳中，康拉德面的深度明显浅得多，甚至不存在康拉德面。
在康拉德面上，地震波发生加速，纵波（P波）速度Vp由5.6千米/秒左右增加到7.6千米/秒左右；横波（S波）速度Vs由3.2千米/秒左右增加到4.2千米/秒左右。
这种地震波加速表明，在康拉德面以下的地壳层的密度、硬度都已增大。
一般认为，康拉德面以上的地壳层平均化学组成与花岗岩相似（密度 2.7左右）；而康拉德面以下的地壳层平均化学组成与玄武岩相似（密度 2.9左右）。
因此，康拉德面成为地壳花岗岩层和玄武岩层的分界面。
⑵、上地壳和下地壳
上地壳（即地壳上层）化学成分以氧、硅、铝为主，平均化学组成与花岗岩相似，故称为花岗岩层或硅铝层。
花岗岩层在海洋底部很薄，尤其是在大洋盆地地区，如在太平洋中部甚至缺失。
可见，花岗岩层是地壳中的次级不连续圈层。
下地壳（即地壳下层）富含硅和镁，平均化学组成与玄武岩相似，故称为玄武岩层或硅镁层。
玄武岩层在大陆和海洋均有分布，是地壳中的次级连续圈层。
需要指出的是，有一种说法认为，整个地壳都是硅铝层。
因为地壳下层的铝含量仍然超过镁，而地幔上部岩石部分镁含量极高，所以将地幔上部岩石部分称为硅镁层。
⑶、陆壳和洋壳
陆壳（大陆地壳）和洋壳（大洋地壳）在结构上存在明显的区别。
陆壳具有双层结构，上部为硅铝层，下部为硅镁层。
大陆地壳厚度各处不一，平均厚度为35km；高大山系地区的地壳较厚。
例如，欧洲阿尔卑斯山地壳厚达65km，亚洲青藏高原某些地方地壳厚度超过70km，而中国北京地壳厚度与大陆地壳平均厚度相当，约为36km。
洋壳主要为硅镁层，平均厚度为6km。
大洋地壳很薄，例如大西洋南部地壳厚度为12km，北冰洋为10km，有些地方的大洋地壳的厚度只有5km左右。
另外，据认为，大陆地壳通常分为花岗质上地壳、英云闪长质中地壳和玄武质下地壳。
总体来说，大陆地壳是安山质，二氧化硅含量为59%～61.5%，成分有明显的垂直分层，从上到下二氧化硅含量呈现降低的特征。
在微量元素方面，明显亏损Nb、Ta等高场强元素，富集Pb。
上地壳存在明显Eu（铕）负异常；而下地壳则存在Eu正异常，总体来说异常不平衡，呈现Eu正异常。
大洋地壳比起大陆地壳更薄，平均厚度仅仅为10km；而且在垂直方向上物质成分均一。
一个完整的大洋剖面为蛇绿岩套，由下向上为块状辉长岩、席状岩墙，枕状玄武岩和沉积岩四层，所以为玄武质的。
大洋物质成分分为洋中脊的亏损地幔玄武岩和大洋盆地的富集地幔洋岛玄武岩。
在微量元素方面，Pb亏损和Nb富集，刚好和大陆地壳相反，这一点是同大陆地壳的最大区别。
原始地幔、亏损地幔和富集地幔的划分，是根据地球化学成分划分的。
原始地幔是指在地核形成以后、地壳形成以前的地幔。
亏损地幔是指在原始地幔经过部分熔融形成地壳以后残余的地幔。
富集地幔一般是指下地壳中幔源物质较富集的地方。
2020年1月21日编写于重庆
2020年2月10日修改于重庆。
