1、第一章第四節地球的圈層結構【教學目標】一、知識要求1 .使學生了解地球的圈層構造，初步掌握地球內部圈層的組成和劃分依據2 .使學生了解各內部圈層的界限、厚度、物理性狀等。二、能力要求1 .使學生了解研究地球內部構造的方法，從而認識人類對未知事物所進行的探索實踐，激發同學們學科學、愛科學的興趣及責任感。2 .了解地球內部圈層劃分實況及各層主要特點，從宏觀上認識全球的整體面貌，形成地球系統觀念。3 .通過歸納、總結、對比地球內部各層的特點，對學生進行綜合歸納等思維能力的培養和訓練。三、情感目標通過學習對學生進行熱愛自然、熱愛科學的教育，鼓勵學生獻身于科學教育事業。【教學重點】1 .地震波的波速及傳

2、播特點，區別橫波與縱波。2 .地球內部圈層劃分實況及各層主要特點，特別是地殼的特點。3 .巖石圈概念，軟流層知識。4 .激發同學學科學、愛科學的興趣及責任感，地球系統觀念的形成。【教學難點】1 .“地幔”的有關知識。2 .激發學生學科學、愛科學的興趣及責任感，形成地球系統觀念。【課時安排】1課時【教具設計】地震波的傳播速度與地球內部圈層的劃分、地球內部結構示意圖、多媒體（投影、圖片）。【教學過程】一、導入新課前邊我們學習了地球的宇宙環境，“談天”是為了“說地”，整個地球不是一個均質體，而是一個由不同物質、不同狀態組成的同心圈層結構，每個圈層的成分、密度、溫度等各不相同。以地心為共同球心，地球圈

3、層分為地球外圈和地球內圈兩大部分。下面我們就來學習第四節一一地球的圈層結構。二、新授（一）地球的內部圈層地球內部因地殼的阻擋，對人類來說始終是神秘的，我們怎么會知道地球內部是由地殼、地幔、地核組成的呢？1.地震波問題一：學生討論人類用什么方法可以了解地球？鉆探取樣分析，火山噴發帶來的地球內部信息；地震波帶來地球內部信息等。問題二：哪種方式能將地心的信息也傳遞出來呢？地震波。問題三：你知道其機理嗎？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，這種彈性波叫地震波。地震波是一種機械波。同學們總結機械波特點，進一步歸納地震波特點。人類通過對地震波傳播速度變化的研究，將地球

4、內部劃分了三層。（1）縱波（P波）：傳播速度較快，可通過固、液、氣傳播。（2）橫波（S波）：傳播速度較慢，只通過團體傳播。（物質密度越大，傳播速度越快）雖然人類限于巖石圖阻擋，目前對地球內部的了解僅是皮毛，但人類的認識潛力是無限的，人類會日益深入地認識地球的真實面貌，從而和諧地與之共存。人類認識事物的一種方法是：從了解宏觀結構到逐步深入分析微觀結構。對地球內部認識就是如此，首先通過研究地震波變化曲線了解其結構。縱波和橫波的傳播速度隨著所通過的物質性質而變化。根據地震波在地球內部的傳播情況的研究，人們將地球內部劃分為幾個圈層結構。分析P、S波的波速變化情況，由波速的突然變化引入不連續面的存在和地

5、球內部圈層的劃分。兩條波速變化曲線，區別出P、S波（依據：同一物質中P波速較S波快）總結P、S波速變化情況，歸納波速發生突然變化的層次及大致深度。定義不連續界面：霍面（平均地下33Km,古登堡界面（地下平均2900Km2.地球內部圈層的劃分（觀看地球的內部圈層結構）（1）地殼：在地面以下，莫霍面以上，由巖石組成。大陸部分的平均厚度為33km,大洋地殼的平均厚度為58km,整個地殼平均厚度為17km。地殼最厚的地方在青藏高原。地殼又分為雙層結構：上層是硅鋁層，下層是硅鎂層，在大陸地殼中，兩個層次都有；在大洋地殼中，硅鋁層變薄甚至缺失。所以大洋地殼比較薄。（2）地幔：地幔的范圍是從莫霍面到古登堡面

6、，它位于地殼與地核之間，是三大圈層中的中間層，厚度為2800多千米。根據地震波的傳播狀況可把地幔分為上地幔和下地幔兩層，地幔圈占了地球大部分的質量。在上地幔的上部，有一個物質呈融熔狀態的軟流層，一般認為軟流層是巖漿和地震的發源地。軟流層物質仍是巖石（主要是橄欖巖、榴輝巖等），為硅酸鹽類、氧化物等。由于這層放射性元素大量集中蛻變生熱溫度高，巖石處于塑性狀態，局部地區呈融熔流動狀態，猶如傾倒的漿糊。根據地震波變化情況推測，軟流層物質的物理性狀與上下層物質都不同，并構成一個圈層，在地質構造學中稱軟流圈。軟流圈層厚度范圍并不是從莫霍面算起，約在地下60250km,它屬上地幔部分，但位置并不在地幔的頂部

7、。因此，軟流圈層與地殼之間（即與莫霍面之間）還有一層物質存在，即上地幔的頂部，也是巖石，并構成了一個圈層，它和地殼共同組成了巖石圈。巖石圈是指軟流層以上的部分，物質由巖石組成，包括地殼的全部和上地幔的頂部。（3）地核：因為橫波不能通過外核，所以外核部分呈液態，主要成分是鐵饃等重金屬元素，而液態鐵的運動形成一個巨大的磁場。因為地震波速度在內核處加快，隨著深度增加，壓力和密度都增大，其熔點升高得比溫度升得快，所以內核呈固態。圈層名稱不連續面深度（Km）特征地殼（莫霍界囿）平土117由巖石構成的固體外殼大陸地殼厚、海洋地殼薄固態上地幔900上部存在一個軟流層（可能是巖漿地的發源地幔下地幔（古登堡界面

8、）2900可能為固態溫度、壓力和密度均增大地外核5150接近液態、橫波小能通過核內核6370溫度、壓力和密度都很大總結知識點時特別要落實巖石圈、軟流層范圍。3 .難點講析（1）橫波如何通過軟流層？誤區：軟流層給人液體”印象，但為什么能通過橫波？解析：軟流層所在深度溫度、壓力極大，強大的壓力下，巖面處于一種潛在融熔態，就像燒紅的玻璃，既不是液態，又有可塑性，以巖漿形式噴出時，由于壓力減小，這種可塑性巖石轉化成液態。（2）內核為何是固體？誤區：外核是液體，橫波不能通過，內核從課本圖中也沒有見到橫波通過，為何是固體？解析：縱波在地下5000千米深處，傳播速度明顯增加，說明可能由液態轉為固態；橫波在5

9、000千米以下由縱波轉化而成，比較微弱，進一步證明內核為固態。（過渡）要使我們更全面地認識地球整體面貌，除了需要對地殼結構的了解外，還需要對地球外部結構的層次。那么地球的外部圈層主要有哪些層次？它們各自范圍和作用是什么呢？（二）地球的外部圈層外部圈層包括大氣圈、水圈、生物圈等（展示多媒體），這些圈層之間相互聯系、相互制約，形成人類賴以生存和發展的自然環境。1 .大氣圈大氣圈包圍著地球，是由氣體和懸浮物組成的復雜系統，它的主要成分是氮和氧。它是地球自然環境的重要組成部分。2 .水圈水圈是由地球表層水體構成的連續但不規則的圈層。它包括地表水、地下水、大氣水、生物水等。水圈的水處于不間斷的循環運動之

10、中。3 .生物圈生物圈是地球表層生物及其生存環境的總稱。它占有大氣圈的底部、水圈的全部和巖石圈的上部。它是大氣圈、水圈和巖石圈相互滲透、相互影響的結果。由于存在地球大氣圈、地球水圈和地表的礦物，在地球上這個合適的溫度條件下，形成了適合于生物生存的自然環境。人們通常所說的生物，是指有生命的物體，包括植物、動物和微生物。據估計，現有生存的植物約有40萬種，動物約有110多萬種，微生物至少有10多萬種。據統計，在地質歷史上曾生存過的生物約有5億10億種之多，然而，在地球漫長的演化過程中，絕大部分都已經滅絕了。現存的生物生活在巖石圈的上層部分、大氣圈的下層部分和水圈的全部，構成了地球上一個獨特的圈層，

11、稱為生物圈。生物圈是太陽系所有行星中僅在地球上存在的一個獨特圈層。小結：地球所有的外部圈層是相互滲透、相互影響，甚至相互重疊的，在太陽和人類生活的參與下，整個地球生機盎然；同時，它們起著保護地球的作用，可以減弱太陽和宇宙輻射對地表的影響，減少宇宙中的隕石對地球表面的撞擊。外部各圈中的物質運動和循環，是促使地表物質和形態演變的重要動力。【素材推薦】請以小組為單位，選擇完成下列調查題之一：課外學習大比拼：走訪當地有關部門，或者訪問長輩、相關市民：1 .了解地球哪些圈層與我們裸陽人民的生產和生活有關系？哪個因素起主導作用？2 .通過上網、閱讀科普等方法，多了解一些有關地球和月亮的信息，把你找到的信息

12、（用圖或文字表達出來）做成小卡片，比一比誰找的信息多。資料一：月球是地球的唯一天然衛星，它與地球有著密切的演化聯系。根據對建立在月球上的阿波羅11號和12號月震臺記錄資料的分析，以及對月球表面和月巖的研究，可知現今的月球內部也有圈層結構，但與地球內部的圈層結構并不完全相同。月球表面有一層幾米至數十米厚的月球土壤。整個月球可以認為由月球巖石圈（01000千米）、軟流圈（10001600千米）和月球核（16001738千米）組成。月球巖石圈又可進一步分為四層，即月殼（060千米）、上月幔（60300千米）、中月幔（300800千米）和月震帶（8001000千米）。軟流圈又稱為下月幔。在月殼的10千

13、米、25千米和60千米深處，均存在月震波速的急劇變化，表明在這些深度處存在顯著的不連續性。月球表面至25千米深處為玄武巖組成的月殼第一層次，25千米60千米之間為月殼的第二層，由輝長巖和鈣長巖組成。上月幔由富鎂的橄欖石組成，中月幔和下月幔由基性巖組成。月球震源的位置位于6001000千米的深度之間，平均月球震源深度為800千米。由于月球表面巖石的密度并不比整個月球的平均密度小很多，因此，可以認為月球核不會是較重的鐵饃等元素組成，它可能呈塑性或部分熔融狀。在月球1000千米深處，月幔溫度不會高于1000Co根據對月球內部狀況的了解，固體部分圈層結構并不是地球本身所特有的。月球的上述圈層結構，也是

14、月球的演化過程中整個月球物質圈層分化的結果。資料二：月面上山嶺起伏，峰巒密布，沒有水，大氣極其稀薄，大氣密度不到地球海平面大氣密度的一萬億分之一。沒有火山活動，也沒有生命，是一個平靜的世界。已經知道月海有22個，總面積500萬平方千米。從地球上看到的月球表面，較大的月海有10個：位于東部的是風暴洋、雨海、云海、濕海和汽海，位于西部的是危海、澄海、靜海、豐富海和酒海。這些月海都為月球內部噴發出來的大量熔巖所充填，某些月海盆地中的環形山，也被噴發的熔巖所覆蓋，形成了規模宏大的暗色熔巖平原。因此，月海盆地的形成以及繼之而來的熔巖噴發，構成了月球演化史上最主要的事件之一。月球上的隕擊坑通常又稱為環形山

15、，它是月面上最明顯的特征。環形山(crater),希臘文的意思是“碗”，所以又稱為碗狀凹坑結構。環形山的形成可能有兩個原因，一是隕星撞擊的結果，二是火山活動；但是大多數的環形結構均屬于隕星的撞擊結果。1924年，吉福德(A.C.Gifford)曾把月坑同地球上的隕石坑作了比較，證實了月坑是隕星撞擊形成的。因此，隕擊作用是形成現今月球表面形態的主要作用之一。許多大型環形山都具有向四周延伸的輻射狀條紋，并由較高反射率的物質組成，形成波狀起伏的地形，向外延伸可達數百千米。環形山周圍有濺射出來的物質形成的覆蓋層；濺射的大塊巖石又撞擊月球表面，形成次生隕擊坑。由于反復的隕星撞擊與巖塊濺落，以及月球內部噴

16、出的熔巖大規模泛濫，使得許多隕擊坑模糊不清，或只有隕擊坑中央的尖峰露出覆蓋熔巖的表面。從疊加在月海上的隕擊坑的狀況判斷，以及從月球上帶回樣品的放射性年齡測定表明，月海物質大致是與隕擊坑同時期形成的。月海年齡大都在35億年左右，而月陸高地的形成至少在月海熔巖噴發之前10億多年已經存在，因此原始月殼是更為早期形成的，并且是大量熔巖的不斷噴發，月球物質長期圈層分化的結果。研究表明，月球的圈層結構是繼大約46億年前它所經歷的一個漫長的天文演化階段之后，又一個持續了約10億年之久的一個圈層分化過程。月球上大型環形山多以古代和近代天文學者的名字命名，如哥白尼、開普勒、埃拉托塞尼、托勒密、第谷等。月球表面隕擊坑的直徑大的有近百千米，小的不過10厘米,直徑大于1千米的環形山總數多達33000個，占月球表面積的710%,最大的月球坑為直徑235千米。在月球背向地球的一面，布滿了密集的隕擊坑，而月海所占面積較少，月殼的厚度也比正面厚，最厚處達150千米，正面的月殼厚度為60千米左右。由于月球表面之上缺乏大氣圈和水圈，所以月球早期的熔巖噴發和隕星撞擊形成的月球表面形態特征能夠得到長期