Геофизика

Геофизика (греч. ?? – земля и ?????? – естество, природа) (рус. геофизика, англ. Geophysics, нем. Geophysik f) – комплекс наук о физических свойствах Земли и физические процессы, происходящие в атмосфере, гидросфере и литосфере под влиянием внутренних сил Земли и космических тел.
Состоит из физики Земли, объединяющая гравиметрии, земной магнетизм, геоелектрику, сейсмологии, геотермию и радиометрии, физики водоемов и физики атмосферы.
По другой схеме Г. включает разделы: солнечно-земная физика, физика атмосферы, Гидрофизика и физика «твердой» Земли, разведывательная Г., промышленная Г., вычислительная Г.
Физика Земли (Г. в узком смысле слова) представляет комплекс наук, изучающих строение и эволюцию т. н. твердой Земли, ее состав, свойства, процессы в недрах и др. В зависимости от предмета исследования в физике Земли выделяют самост. больших раздела: сейсмологии, гравиметрии, геомагнетизм, геотермию, геоелектрику, геодинамика, исследования минералов и горных пород при высоком давлении и т-рах, а также др. геофиз. науки, возникли и развиваются на стыке с геологией (тектоно-физика и др.), математикой, химией и т. д.
Сейсмология
Сейсмология – наиболее обширный раздел физики Земли. Современная сейсмология занимается измерениями и анализом всех видов движений в земной коре – от природных источников (землетрясений) и от искусственных источников – взрывов и разного типа вибраторов. Исследование характера распространения сейсмических. волн, а также измерения периодов собственных колебаний Земли позволили решить осн. задача сейсмологии – построить глобальную сейсмическую модель Земли. Она распределяет недра на специфические зоны по плотности вещества, давлением, модулями упругости и др. Изучению землетрясений включает выявление их геогр. распространенности и связи с региональными особенностями, распределение их по энергиями, разработку теории подготовки и механизма землетрясения, критериев прогноза – анализ их предвестников.
Гравиметрия
Гравиметрия изучает гравитационное поле Земли, его пространственное изменение. Гравитац. поле отражает характер распределения массы в недрах планеты и тесно связано с ее формой. Отсутствие связи гравитац. аномалий с гл. топографич. особенностями Земли – океанами и континентами – позволило сделать вывод, что континентальные области изостатические скомпенсированы. Небольшие локальные или региональные отклонения гравитационного поля Земли обусловлены локальными нарушениями изостазии. Современные гравиметры высокой чувствительности позволили впервые зарегистрировать временные изменения гравитационного поля, обусловленные неравномерностью вращения Земли. Гравиметрия тесно связана с топографией и геодезией.
Геомагнетизм
Геомагнетизм изучает геомагнитное поле и его пространственно-временные вариации. Возрастные вариации отражают сложную картину гидромагнитных течений и колебаний в ядре Земли, где расположены источники собственно геомагнитного поля. Вариации могут возникать как результат электромагнитного взаимодействия на границе ядро-мантия. Источники суточных и более коротких вариаций геомагнитного поля находятся в атмосфере и магнитосфере. Эти вариации индуцируют теллурических токи в верх. слоях Земли.
Геотермия
Геотермия изучает тепловое состояние, распределение т-ры и ее источников в недрах и тепловую историю Земли. Вопрос о распределении т-р тесно связано с распределением источников тепла в глубинах Земли, имеет фундаментальное значение для любых гипотез о строении и эволюции планеты.
Геоелектрика
Геоелектрика изучает электрические свойства, главным образом электропроводность оболочек Земли. Электроразведка применяется при поисках нефтегазовых, рудных и др. ния, а также при гидро-геологических и инж.-геол исследованиях.
Геодинамика
Геодинамика изучает методами механики сплошных сред и неравновесной термодинамики свойства и процессы, протекающие в «твердой» Земли, а также связи тектонич, магматич. и метаморфич. процессов с глубинными. При этом исследуются явления и процессы различных пространственных и временных масштабов – от глобальных (фигура Земли, собственные колебания Земли, дрейф континентов) в локальных процессов в очагах землетрясений, слоях г.п., шахтах, скважинах и т.д.
Исследование минералов и горных пород при высоких давлениях и температурах
Исследование минералов и горных пород при высоких давлениях и температурах – важная отрасль Г. В статическими. установках были изучены фазовые превращения осн. породообразующих минералов мантии (оливинов, пироксенов, гранатов) и получены соответствующие фазовые диаграммы к давлению ~ 3 х10 4 МПа и т-р ~ 1600 ? С. Эти результаты были использованы для физ. интерпретации природы переходной зоны мантии. В лабораторных установках были выполнены глубокие исследования базальтов в связи с решением проблемы их образования и взаимодействия при движению от источника магмы к поверхности Земли. Изучены реологические параметры минералов и горных пород при ~ 1600 ? С и давлении в неск. сотен МПа.
Сотрудничество в области наук о Земле осуществляется рядом международных наук. союзов. Междунар. геодези. и геофиз. союз (МГГС) объединяет деятельность международных ассоциаций (геодезии, сейсмологии и физики недр Земли, вулканологии и химии недр Земли и др.). В рамках МГГС осуществляются междунар. мероприятия и программы изучения Земли – Междунар. геофиз. год, Междунар. год геофиз. сотрудничества, проекты «Верхняя мантия Земли», «Литосфера» и др. Геофизические исследования в Украине проводят Институт геофизики им. С. И. Субботина НАН Украины, учреждения Министерства геологии, вузы и другие учреждения.