《地球圈层结构》

内江师范学院地理与资源科学学院第四节地球的圈层结构教学目标（一）知识与技能目标：1、识记地震波的传播特征及其在划分地球内部圈层方面的运用。2、说出地球内部圈层的划分和内部圈层的界限、厚度、物理性状等。3、背诵地球外部圈层的组成和特征。（二）过程与方法目标：1、通过读图训练，提高读图、析图能力，明确地震波和地球内部圈层的关系， 地壳与岩石圈、软流层的位置关系等。2、联系实际，结合图示，了解各圈层的特征。（三）情感态度与价值观目标：1、通过学习对学生进行热爱自然、 热爱科学的教育，鼓励学生献身于科学教育事业。2、使学生了解地球的圈层构造，从宏观上认识全球的整体面貌，形成地球系 统观和责任感，增强环境及保护意识。教学重点：1、地震波的波速以及地震波的传播特点，区别横波与纵波。2、地球内部圈层划分实况及各层主要特点。3、地球外部圈层的组成和特征。教学难点：1、两种地震波的传播特征极其在地球内部圈层研究中的运用。2、地球各圈层的物质组成和主要特点。教学方法：读图解析法、讲解法教学课时安排：一课时教学准备：地震波的传播速度与地球内部圈层的划分图，地球内部圈层结构示意图教学过程：【导入新课】设问导入同学们大家好，现在开始上课。想必在座的同学都吃过鸡蛋吧，那再吃鸡蛋的时候同学们有没有注意鸡蛋的内部构造是怎样的呢？我们在黑板上画一下：最外层是薄薄的蛋壳，中间是层厚厚的蛋白，最里面是小球形的蛋黄，这样的圈层结构 既普通又特殊。同学们还能说出哪些物体也是这样的结构呢？【新课学习】新课导入同学们说得很好，今天我们就学习一种与鸡蛋结构类似的物体，不是别的，正是我们生活的地球。好，现在请大家翻到课本第21页，配合图1.25阅读本页的文字内容。板书 一、内部圈层结构，地球内部圈层结构图讲解目前的科技日新月异，人类可以乘坐太空飞船遨游太空，但却没有办法深入地下去一探究竟，所以目前关于地球内部的知识，主要来自对地震波的研究。 这里我们需要补充一下地震波的知识，地震波是一种机械波，学过物理同学 肯定都知道，机械波分为横波和纵波。纵波能够在固体、液体和气体之中传 播，但横波就只能在固体之中传播，且它们传播的速度是随着物质的性质的 变化而变化的。简而言之就是物质的密度越大，传播的速度就越快，并且在 传播过程中，纵波的速度是要远远大于横波的速度。了解到这一性质后同学 们请看到课本上图1.25,左边的小图表示的是地震波在地球内部传播过程中 速度情况，请同学们仔细观察，有没有哪位同学能从这幅图中看出地震波速 有什么特点？学生:这幅图中地震波速是不均一、一直处在变化中的。非 常好，从图中我们不难发现，地震波速是呈曲线变化的，时而增加时而减小， 那xx同学你根据前面我们所讲的地震波的知识来说说造成地震波速变化的 原因是什么？学生:因为地球内部物质是不均一的。回答的非常好！请坐， 正是由于地球内部物质存在着差异，所以才导致地震波速的变化。那现在请 同学们继续观察，看看地震波速的变化幅度存在着什么特点？学生:有两个地方地震波速变化幅度特别大。很好请坐，这种波速发生突然变化的面叫 做不连续面。从图中我们可以看出地球内部存在着两个主要的不连续面：一 个是距地下约33km处横波、纵波速度突然增加，还有一个距地下约 2900km 处横波消失、纵波速度突然减小，我们根据其发现者将他们分别命名为莫霍 界面和古登堡界面。思考 同样，结合先前所讲到的地震波的知识请同学们思考一下，在莫霍面和古登 堡面附近的地震波的波速突然变化说明了什么问题？请一位同学来试着回答 一下。讲解很好，地震波速的变化说明介质的组成有所差异，而大幅度的变化则说明介 质的物质发生本质性的改变。那现在同学再看到图1.25，将左边地震波速图 与右边内部圈层图结合起来观察他们之间有什么联系？学生:不连续面正对应着圈层的划分。这说明说明内部圈层结构是根据物质的差异来划分的对 不对？这样以莫霍面和古登堡面为界， 将莫霍面以上的部分成为地壳、莫霍 面与古登堡面之间的圈层部分称为地幔、莫霍面以下的球形部分称为地核。板书地壳，地幔，地核讲解这样的圈层结构跟鸡蛋是不是很像呢？讲到这里可能就有同学有疑问了，既 然我们是以物质的差异来进行分层的那地球各圈层的物质究竟有怎样的差 异呢？接下来我们就来继续进行探讨。下面请大家看到图1.26，首先是地壳， 这是与人类关系十分密切的圈层，因为我们就生活在地壳上。地壳是由许多 坚硬的岩石组成，主要有花岗岩、玄武岩类岩石，它厚薄不一，因为我们可 以看到地球表面有起有伏，有高山也有海洋，总的来说是大陆的部分较厚海 洋的部分较薄。板书地壳：坚硬的岩石组成，厚薄不一讲解接下来是地幔，地幔主要是由铁镁含量很高的硅酸盐矿物所组成，大家看看地震波在地幔中传播的情况，是不是约在 1000km处地震波速有一个小幅度 的增加？说明地幔中物质也是有差异的， 这样就可以将地幔细分为上地幔和 下地幔。由于地幔中横波、纵波都存在，说明地幔是一个固态的圈层。板书地幔：由硅酸盐类岩石组成，分为上、下地幔讲解我们再继续往下，就是地核了。从图中可以看到地核被存在于约5100km深处的次一级不连续面分为了内核和外核两部分， 其主要是由铁、镍等重金属 组成的。我们再看看地震波在地核的传播情况， 当地震波经过古登堡面时横 波消失，纵波急剧减小，横波消失说明什么？说明这里的物质不再是固态了， 确定起码在外核它物质一定的液态的， 那内核呢？我们看到，在内核中纵波 速度有一个小幅度增加，那是不是说明内核变为固态了呢？这不能完全说 明，在经过古登堡面的时候横波已经消失了，因为地球内部环境十分复杂， 即使在实验室里也很难模拟，目前对于地球内部的很多问题仍属于推论，所 以我们只能暂且推测它可能为固态。板书 地核：由铁镍等重金属组成，分为内外核讲解地球内部环境十分复杂，并不是只由地壳、地幔、地核三部分组成这么简单， 在其内部还存在着一些特殊的圈层结构， 现在我们就来了解一下其中两个圈 层软流层和岩石圈。板书4、特殊圈层结构讲解 经研究发现，在上地幔上部存在着一个软流层，这里的岩石接近融融状态， 具有很大的可塑性，所以被认为是岩浆的主要发源地。板书 软流层：上地幔上部，可能是岩浆的主要发源地讲解 而在软流层是以上，即上地幔顶部有一层固体岩石层， 它与地壳共同组成了 岩石圈。板书 岩石圈：上地幔顶部、整个地壳过渡 这就是地球内部两个特殊的圈层，经过刚刚的学习，相信同学们已经对地球 的内部圈层及其性质有了大致的了解， 这节课名称为地球的圈层结构，学习 了内部圈层结构当然也有外部圈层结构， 那么地球的外部圈层有哪些？又有 怎样的性质呢？请大家根据图1.27阅读一下上面的文字了解一下。板书地球外部圈层结构提问 看完书后同学们请告诉我，地球外部圈层主要包括哪些？板书大气圈，水圈，生物圈讲解 很好，那接下来我们就对这些圈层进行详细讲解。 首先是大气圈，大气圈是 由许多气体、水、杂质等组成的复杂系统，主要成分是氮和氧，是地球最外 部的圈层，也是从地面到星际空间的过渡圈层，没有明确的上限。板书 气体、水、杂质组成，最外层的圈层讲解 接下来是水圈，水圈是由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层，包括地表水、地下水、大气水、生物水等，说得通俗一点，就是海洋、江河、湖泊、 沼泽、冰川等，水圈的水是处于不断的循环运动之中而且数量十分庞大。如 果我们地球表面没有固体起伏的话，整个地球将会被深达2600米的水所均匀覆盖。板书 由地表水、地下水、大气水、生物水组成等，连续但不规则的圈层讲解 最后便是生物圈，它是地球表层生物及其生存环境的总称， 它的范围包括大 气圈下部、岩石圈上部以及整个水圈。生物圈是大气圈、水圈和岩石圈相互 作用、相互影响的结果，共同构成了自然地理环境。正是由于存在于这三个 圈层的存在，才导致地球上有利于生命存在的条件，前面我们已经学过，地 球在宇宙中是一颗既普通又特殊的星球。 普通在于它是太阳系的一颗普通的 行星，特殊在于它上面存在生命。所以说，生物圈是我们地球上最特殊的一 个圈层。板书 大气圈下部、岩石圈上部以及整个水圈，最特殊的圈层【总结练习】本节课我们学习了地球主要的内部圈层和外部圈层以及他们的性质。【作业】课后请同学完成两个作业，首先绘制地球内部圈层结构图并总结各圈层特点，然后联系生活实际，举例说明外部圈层对人类生产生活的影响。-3-