师：同学们，大家好。今天我们继续讲授高一地理第一章第四节地球的圈层结构。首先，让我们了解一下前苏联时期科拉半岛的超深钻孔。这个钻孔是前苏联于1970年在科拉半岛临近挪威国界的地区开始的一项科学钻探。其中最深的一个孔在1989年达到了12千米，这是迄今为止人类钻探地球到达的最深处。很多同学应该读过凡尔纳的科幻小说《地心游记》，其中主人公可以在地下旅行，甚至穿过地心。然而，以当前实际的科技水平，从刚才那个钻孔案例可知，人类至今最深的钻井只能达到12千米，这仅仅触及了地球的表皮，因为大家都知道地球半径约为6370千米。
那么，人类究竟是通过什么方式认识地球内部结构的呢？地球的内部结构又是怎样的呢？这就是我们这节课要介绍的内容。本节内容主要包含地球的内部和外部圈层结构两个方面。在地球内部圈层结构中，我们要知道人们如何利用地震波对地球内部进行探测，并基于地震波的波速变化来划分地球内部圈层，以及地球内部圈层结构有什么特点。在地球外部圈层结构中，我们要了解地球的外部圈层包含哪些部分，外部圈层在自然环境形成和发展中有什么作用，外部圈层之间如何共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。
了解地球内部圈层结构需要借助地震波，我们先回顾一下什么是地震。地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，多数情况下被认为是一种自然灾害。同学们看这张图，图中一场地震主要包含震源、震中，释放出的能量以地震波的形式向外扩展。我们会发现，同一条等震线上记录到的地震震级是一样的。
接下来了解什么是地震波。地震时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式将能量向四周传递。地震波分为两种，一种叫纵波，一种叫横波。纵波传播速度较快，可以通过固体、液体和气体传播。横波传播速度较慢，只能通过固体传播。后面我们会利用这两种地震波不同的特性来确定地球内部圈层结构。
下面进一步研究地震波中纵波的性质。纵波又称P波，传播速度快，地震时人们首先感受到纵波带来的震动。纵波可以通过固体、液体和气体传播，会使经过的地表物质呈现上下震动状态，即纵波传播方向和物质点震荡方向一致，被纵波穿过的岩石会被反复拉伸和挤压。
再看横波的性质。横波又叫S波，传播速度比纵波慢，只能在固体介质中传播。从质点移动情况看，横波经过的地方固体物质会左右摇摆，即物质震动方向和地震波传导方向相互垂直。科学家想到在一个地方制造人工地震，通过分析接收到的地震波属性来探测地球内部结构。
科学家在接收到的地震波中发现，地震波波速会发生突然变化。地下这些地震波波速发生变化的面，我们称之为不连续面。通过读图可知，图上至少有两个明显的波速变化位置，一个位于地下33千米处，另一个出现在地下2900千米深处。按照不连续面的定义，地震波速突然变化说明在地下33千米和2900千米处存在两个不连续面。
研究表明，不连续面附近波速的变化说明界面两侧物质在成分或状态上有所改变。比如，界面两侧可能一侧是固态，一侧是液态，也可能两者都是固态，但一侧密度高，另一侧密度低。刚才提到在地下33千米深处发现第一个不连续面，横波和纵波速度在这里都明显增加，我们把这个不连续面叫做莫霍界面。到地下约2900千米处，纵波传播速度突然下降，横波完全消失，我们把这个界面叫古登堡界面。同学们看右图，横波在这里波速直接降到0，纵波速度也大大下降。
总结一下，对比莫霍界面和古登堡界面的情况。地震波从地表传入地下后，波速第一次变化的界面是莫霍界面，平均深度33千米，在这里横波和纵波速度都会突然增加，这里是地幔与地壳的分界线。波速第二次变化的界面位于地下2900千米深处，是古登堡界面，在这里纵波速度突然下降，横波完全消失，这里是地幔与地核的分界线。
通过地震波，科学家描绘出地球内部的结构，从外到内依次是固态的地壳、熔融固态的地幔、液态的外地核、固态的内核。我们推断外地核为液态的依据，正是利用横波无法在液体中传播的性质。
接下来依次学习地球的内部圈层。什么是地壳？地壳是地球表面一层由固体岩石组成的坚硬外壳，位于莫霍界面以外，地壳厚薄不一。海洋地壳较薄，一般厚度5 - 10千米；大陆地壳较厚，平均厚度39 - 41千米，有高大山脉的地方地壳厚度更大，最厚可达70千米。大陆地壳呈双层结构，分为上层的硅铝层和下层的硅镁层，而大洋地壳只有一层硅镁层的单层结构。