大气圈：是指因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层。 大气圈：是由大气组成的环绕地球的最外面的一个圈层。 ②范围
下界：水、土壤及某些岩石中也含有少量空气，但其深度一般不超过4km。
上界：大气圈没有明显的上界，在赤道上方40000km高空仍有大气存在的痕迹。
由于地球的引力作用，大气圈中的气体主要集中于地表以上18km的范围内，绝大部分大气集中在从地面到100km高度范围内，l00km以上空气极为稀薄。 （2）大气圈物质组成
以氮和氧为主，约占大气圈总质量的98.6％
氮占78.09％、氧占20.95％、氩占1.28％、二氧化碳占0.05％、水蒸气占0.006－1.7％ 组成与高度变化：从0－l00km的高空为各种气体成分大致均匀混合的空气层，但在20－35km高空臭氧（O3）相当集中；100－500km高空以氧的成分为主，但气体分子电离为正离子和自由电子；500－1000km主要为氦离子；1000km以上主要为氢离子。 （3）大气圈的分层
根据大气的运动状态变化特点，由地表往上将大气圈划分为对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层（扩散层）五个次级圈层，与地质作用关系密切的为对流层。
①对流层：平均厚度12km，含大量水蒸气和尘埃，表现为强烈的对流，风、霜、雨、雪、雹、雾等气象现象均发生于此层。
A.厚度变化：对流层位于大气圈底部，因大气具有显著的垂直对流而得名，其质量占大气圈总质量的79.5％。对流层的厚度随纬度、季节等不同而变化，在赤道地区约为16－18km，两极约为7－10km。 B.热量来源：对流层内大气的热量主要来自地面辐射热，即地面受太阳光照射后以辐射形式向上空放出的热量,大气的温度随高度的增高而递减,平均每升高100m，气温降低0.6℃。 C.对流成因：贴近地面的大气受热后体积膨胀、密度减小，容易发生大气的上升运动；上层大气则因冷却而密度增大，容易发生下降运动，于是形成了热空气和冷空气的对流运动。 ②平流层：从对流层顶到地表以上55km的范围，大气呈水平运动，几乎不含水蒸气、尘埃，无天气现象。
③中间层：从平流层顶到地表以上85km的范围，大气呈对流运动，存在电离层，可反射无线电波。
④热层：从中间层顶到地表以上800km的范围，内部存在多层的电离层，也称电离层，强烈反射无线电波。
⑤散逸层：从热层顶到外层空间，物质多以原子、离子状态存在，是地球物质向宇宙空间扩散的部位。
（4）大气圈的作用
大气圈是地球的重要组成部分，并有重要的作用
①大气可以供给地球上生物生活所必须的碳、氢、氧、氮等元素 ②大气可以保护生物的生长，使其避免受到宇宙射线的危害 ③防止地球表面温度发生剧烈的变化和水分的散失，如若没有大气圈，地球上将不会存在水分
④一切天气的变化，如风、雨、雪、雹等都发生在大气圈中 ⑤大气是地质作用的重要因素
⑥大气与人类的生存和发展关系密切 2、水圈（hydrosphere） （1）概念
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水圈：地球表面约有四分之三的面积为海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川等水体所占据，地面以下的土壤和岩石中也充填着一定的地下水，构成一个连续而不规则的圈层。
水圈：是指地球表层由水体构成的连续圈层，其物态有固、液、气三种状态，其形式有河、湖、海、冰川（盖）、水蒸气、地下水等，并形成一个包裹着地球的完整圈层。
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水圈的质量为1.41×10t，主要是呈液态及部分固态出现的，包括海洋、江河、湖泊、冰川、地下水等，是一个连续而不规则的圈层。 （2）水循环
水循环：陆地表面的水和海洋水经过直接蒸发，或经过植物的蒸腾，使部分水成为水蒸气而进入大气圈，由大气环流带到各处，再以雨、雪等形式返回地面，使大陆常年有水流入海洋，构成了水圈的循环。
地表上直接被液态水体覆盖的区域占地表面积的3/4，在太阳能、重力的作用下，使得水圈中的水体周而复始的运动，形成水循环。
水循环的方式有：海洋与大陆间的循环；地表与地下间的循环；生物体与周围空间的循环；水圈与大气圈间的循环。 （3）水圈的作用
①水圈是生命的起源地，没有水也就没有生命
②水是多种物质的储藏床，是改造与塑造地球面貌的重要动力 ③水的运动是地理环境中物质与能量交换的重要途径 ④水是最重要的物资资源与能量资源 3、生物圈（biosphere） （1）概念
生物圈：凡是有生物出现并感受生命活动影响的地区。
生物圈：是指生物分布和活动的范围（从海平面以上10km高空到最深的海底或地下数km深的岩石中），处于地表层与大气圈交接带的上下，并基本上包括了整个水圈的范围。
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生物圈的质量约为11.48×10t，生物圈的最大厚度约为25km左右，核心部分为地表以上100m，水下100m，即大气、水、岩石圈交界处薄薄的一层，具有适合生命活动的光能、水分、温度、营养元素等各种环境条件。
地球上最早生物是38亿年以前地球上出现的微生物 （2）作用
①生物圈和大气、水、岩石、土壤之间，进行着多种形式的物质和能量的交换、转化和更替，从而不断改变着周围的环境。
光合作用、动物呼吸、遗体分解→大气、水和岩石中的碳、氢、氧、氮等和金属元素产生复杂的化学循环→地表物质成分不断变化。岩石的风化、土壤、煤、石油、天然气及许多金属的形成都与生物的作用有关。
②生物是推动地壳发展的有力因素之一，也是地球向着自己独特方向发展而有别于其他天体的重要因素之一。 地球发展早期阶段，大气中有大量的CO2，而O2比现在少得多，到几亿年前植物大量发展后，由于植物的光合作用消耗了大部分CO2，产生了大量的O2。 二、地球的内部圈层
地球平均半径6371km，目前世界上最深的钻孔约深12262m（前苏联在北极圈），不到地球平均半径的0.19％。在可以预见的将来，人类还不能进入地球内部深处进行直接观察，目前只能根据地表附近能够得到的有关资料进行分析推断，并通过实践验证使认识逐步接近真实。
1、地球内部圈层划分的依据
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现代最深的矿洞约2km，最深的钻井为12km，该深度和地球半径6371km相比较，仅是其1/600，对于地球内部的认识，研究地球物质和结构仅靠地球表面的岩石和矿物是远远不够的，必须研究地球深部。
划分地球内部圈层的方法有陨石学方法（行星地质）、地球化学方法（分析来自地球深部的岩石化学成分如金伯利岩、榴辉岩、橄榄岩）、地球物理方法。 现阶段研究地球内部的构造及其物质状态，主要采用地球物理的方法，更重要的是利用地震波在地球内部传播的情况，来作为内部圈层的根据，得出的结论虽是推测的，但由于各种资料交叉限定，所以并非漫无边际的推论，结果还是相当一致的。 （1）地震波：从震源深处向四面八方传播的弹性波。
地震波是一种弹性波，可以分为体波、面波和自由震动等类型，体波分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波传播的速度较快，并能通过固态、液态和气态三种介质；横波传播的速度比纵波慢，只能通过固态介质；在同一固态介质中，纵波的传播速度为横波的1.73倍。 （2）主要圈层界面 地震发生之后，分布在广大地域上的许多地震台站将先后接受到不同的地震波，经过复杂的计算，可得出地下不同深度的波速。地震波传播速度取决于所通过的介质性质（密度、刚性），如果地球为均质体，则地震波的传播速度在任何方向和任何深度都应是相同的，但实际上地震波在地球内部的传播速度呈现有规律的变化，说明地球内部是非均质的。 根据地震波的传播数据可以制成地球内部震波传播速度曲线图，可以发现地震波在地球内部的传播速度一般随深度递增，但又不是等速增加，无论纵波和横波在地球内部传播时都具有几个明显的波速突然变化处，出现几个不连续位置或分界处，反映出地球内部物质或存在状态有明显变化，可据此划分不同物质和物态的分界面，标志着在地球内部可以划分为若干个同心的球形面。
地震波通过地球内部时波速最急剧变化的面称为不连续面（界面、间断面），在所有不连续面中有两个变化最显著的，叫一级不连续面。
一个在地下（自海平面起算）平均33km处（指大陆部分，深度各处不一样），纵波P：7.6→8.0km/s，横波S：4.2→4.4km/s，称为莫霍洛维奇不连续面，即莫霍面（M面），由前南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇（A.Mohorovicic）于1909年发现的。一个在2900km深处（精确值为2898km），纵波P：13.32→8.1km/s，横波S：完全消失，称为古登堡不连续面，即古登堡面（G面），由德国学者（后加入美籍）古登堡（B.Gutenberg）于1914年确定。两个一级不连续面将地球内部划分为地壳、地幔、地核3个圈层，除一级不连续面外，还可以划分出5个次一级不连续面，说明在地壳、地幔和地核各圈层内部，还可以划分出次一级的圈层构造。地壳←→莫霍面←→地幔←→古登堡面←→地核 2、地壳
地壳：位于莫霍面以上的固体硬壳（A层），主要由富含硅和铝的硅酸盐类岩石组成，属于岩石圈的上部，是地球表层的坚硬固体外壳，表面凹凸不平，和大气圈、水圈、生物圈直接接触。
地壳是从地表到莫霍面之间的一个脆弱而薄的外壳，主要由富含硅和铝的硅酸盐类岩石组成，体积约占固体地球体积的0.5％，质量约为地球总质量的0.42％。地壳表面的平均密度
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2.6g/cm，处于常温常压下；到地壳底部密度增加到3.0g/cm，温度增高到1000℃上（地热增温级33m/℃，地热梯度平均3℃/100m），压力最大可增至13万大气压（地壳部分大致每增深100m，压力增加27个大气压）。 （1）地壳的化学组成
克拉克值：化学元素在地壳中平均含量。
通过对地壳岩石的化学分析得出克拉克值（元素丰度）：在地壳中已发现90多种元素，其含
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量差别很大，其中0、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg占地壳总重98.74％，以这些元素的硅酸盐矿物为最多，其次为各种氧化物、硫化物、碳酸盐。地壳中含量最多的是0，约占地壳总重量1/2，其次Si约占1/4强，再次Al约占1/13。 （2）地壳的厚度和结构 ①厚度
根据地球物理资料，地壳的厚度各地有很大差异，大约变化于5－70km之间，平均厚度为20km。大陆地壳厚度大，平均厚约33km，越往高山地区厚度越大，我国青藏高原及天山地区可厚达70km上，最厚为天山南部81－86km；大洋地壳厚度较小，平均5－7km，大西洋和印度洋部分为10－15km，太平洋厚度最小，仅5km，最薄处马里亚纳海沟约1km。 ②结构
地震波在M面以上部分还有一个次一级不连续面，称康拉德面（C面），把地壳分为上（A′）、下（A″）两层，在许多地区并没有明显的C界面。
A.上层地壳（A′层）成分以O、Si、Al为主，K、Na也较多，物质组成与大陆出露的花岗岩层成分近似，称为花岗质层，又称为硅铝层。
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硅铝层的P波波速为6.0－6.2km／s；密度为2.6－2.7g／cm；该层厚度一般为15－20km，在山区和高原可达40km，在平原区常为10km，在海洋地区变薄甚至尖灭，是一个不连续圈层，硅铝层表层部分常分布有0－10km的沉积岩层。
B.下层地壳（A″层）成分仍以O、Si、Al为主，但Mg、Fe、Ca成分相应增多，物质组成则可能与玄武岩成分相当，称为玄武质层，又称为硅镁层。
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硅镁层的P波波速为6.4－7.8km／s；密度为3.3g／cm；该层厚度一般为15－20km，在海洋地壳部分平均厚度5－8km，其上直接为海洋沉积层和海水覆盖，在大陆部分则延伸至花岗质层之下，可厚达30km，是一个连续的圈层。 （3）类型
地壳可以分为大陆型地壳和大洋型地壳。
①大陆型地壳：是大陆及大陆架部分的地壳，厚度较大，平均厚度33km，最厚可达78km，具有双层结构，即按照成分可分为上部硅铝层和下部硅镁层（表层的大部分地区有沉积岩层）。
②大洋型地壳：厚度较小，平均厚度7.2km，最薄只有5km，比重较大，一般只有单层结构，即玄武质层，玄武质层之上只有很薄的或者缺失硅铝层，以大洋盆地为典型。
洋壳的岩石一般较年轻，最老的岩石形成于2亿年前，大部分岩石则是1亿年以来形成的。 除东太平洋部分洋底外，大部分洋壳岩层很少发生变形。
从组成物质上看，大洋地壳一般可分为三层：最上面一层是未固结的沉积物，部分洋底（洋
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脊）缺此层，其厚度为0－2km，VP＝2.0km／s，密度为2.2g／cm；中间层基本为玄武质层，
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厚度变化较大，自0.5－2.0km不等，VP＝5.1km／s，密度为2.55－2.65g／cm；最下面是
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以玄武质层为主体，VP＝6.8km／s、密度为2.86－3g／cm，相当于基性岩，认为是已变质的玄武岩或辉长岩。
在陆壳和洋壳交会处为过渡型地壳，特点介于二者之间。
地壳厚度的差异性、垂直结构不同、物质成分的不均匀引起地壳运动，导致地壳物质的重新分配和调整（即物质移动），以便达到新的平衡关系。密度较小的地壳好象是浮在密度较大的地幔之上，地壳厚的地方（高山、高原部分），突出地表愈高，相应地插入地幔愈深（山根）；地壳薄的地方（平原、洋底），陷入地幔较浅，才能维持地壳的重力均衡状态。 3、地幔
地幔：是指莫霍面至2900km深处的第二个不连续面古登堡面之间的圈层，其体积占地球总
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体积的82％，质量占地球总质量67.99％，密度大约从3.32g/cm递增到5.70g/cm，即地
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幔下部接近于地球的平均密度。压力随深度而增加，可达约140万个大气压；温度也随深度缓慢增加，上部约为1200－1500℃，下部约为3000℃左右。整个固态地幔的温度在1000－3500℃之间，地温梯度仅为0.088℃/100m，相当于地壳内的1/33；较低的增温幅度在硅酸盐岩石内的热传导是很微弱的。 由于纵波和横波都能在地幔通过，而且速度都比在地壳中大得多，认为地幔应属于固态物质，或者固体、液体、气体和等离子体组成的复合体。地震波显示在地下约400km和1000km深处各有一个次一级不连续面存在，即拜尔勒面和雷波蒂面，根据地幔物质组成的差异，以1000km为界，把地幔分为上地幔和下地幔。
上地幔（B层←→拜尔勒面（400km）←→C层）←→雷波蒂面（1000km）←→下地幔
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（1）上地幔：密度低至3.3g/cm左右,平均约3.5g/cm左右，成分为富含Fe、Mg的超基性岩组成，相当于石陨石成分，主要硅酸盐、辉石和橄榄石等组成——铁镁成分增加，SiO2成分减少，称为橄榄质层、榴辉质层B层、C层 ①B层
A.B′层：固态橄榄质层，与上地壳（A）合称为岩石圈。
岩石圈包括整个地壳及软流圈以上的固体上地幔部分，厚度在50－100km以上，平均厚度75km，属脆性的坚硬岩石层，相对于软流圈来说是一种具刚性的物质层，地表所见的各种地形和构造现象都发生于此层中。
B.B″层：上地幔上部近100km－350km，古登堡低速层，即软流圈
软流圈是位于岩石圈下的一个柔性层，厚度在100－350km之间，温度约为700－1600℃，处于高压高温条件下，物态具有较大的塑性或潜柔性，具一定的流动性。地震波波速表现为低速带，说明物质呈部分熔融状态，据研究熔融物质在软流圈顶部约占1－10％，在下部约占0.001－0.1％，总体来说仍为固态，相对于上覆岩石圈来说是个软弱层，最软弱部分大约在200km深的地方。
软流圈可能是岩浆的主要发源地，同时地壳运动、岩浆活动、火山活动以及热对流等皆有可能与此层有关。
软流圈如果在长期应力作用下，可认为是个很易流动的圈层，具有十分重要的意义：一般认为是岩浆的发源地；中源地震和深源地震的震源；近年板块构造学说的日益兴起，认为软流层是板块运动的基础，是地壳运动的原因。
岩石圈在整体上就象漂浮于软流圈上的一个巨大的板状岩块，岩石圈与软流圈的界线也不是截然分开的，主要是依据岩石的物质状态来确定的，很可能是过渡状态。 ②C层：上地幔下部，中源和深源地震的主要发生地。
认为其成分与上地幔上部无多大变化，但矿物在晶体结构上发生了变化，导致密度增大，使矿物可能分解成简单氧化物——MgO、FeO、SiO2等所组成的“高压型”矿物，可能是导致上覆岩石圈发生构造运动的主因和发源地。 （2）下地幔（D层）
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在1000－2900km的范围，为下地幔，密度高达5.1g/cm以上，认为其物质组分仍然主要是Mg、Fe的硅酸盐矿物，与上地幔相近，但金属氧化物和硫化物比上地幔有所增加。 下地幔的压力已经很高，在高压下同样的化学成分会形成另一些晶体结构更紧密的高密度矿物，下地幔是化学成分相当于超基性岩的超高压相矿物组成的岩石，至于具体是哪些矿物、比例等则还不很清楚，目前对它的了解实际上还很少。
第一种观点：铁镁的硅酸盐矿物——晶体结构紧密的高密度矿物（压力原因），也叫退化学作用带；第二种观点：金属硫化物和氧化物，铬、铁、镍等成分显著的增加。 4、地核 地核：是指古登堡面以下直到地心的圈层，半径约3470km，占地球总体积16%，质量31.56%，
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