Geofizika je grana prirodnih znanosti koja primjenjuje principe iz fizike za proučavanje Zemlje . Obuhvaća niz poddisciplina, od kojih je svaka usmjerena na različite aspekte Zemljinih fizičkih svojstava, uključujući njezino gravitacijsko polje, magnetsko polje, geotermalnu energiju, seizmičku aktivnost i još mnogo toga. Ovo je polje ključno za razumijevanje sastava, strukture i procesa na Zemlji, što ima široku primjenu u predviđanju prirodnih katastrofa, istraživanju prirodnih resursa i zaštiti okoliša.
Zemlja se sastoji od nekoliko slojeva, počevši od površine: kore, plašta, vanjske jezgre i unutarnje jezgre. Svaki sloj ima različita fizikalna i kemijska svojstva. Kora je krajnji vanjski sloj, tanak i čvrst. Ispod njega nalazi se plašt, koji je polutekući i prenosi toplinu iz unutrašnjosti Zemlje na površinu. Jezgra je podijeljena na dva dijela: tekuću vanjsku jezgru i čvrstu unutarnju jezgru, prvenstveno sastavljenu od željeza i nikla. Ti se slojevi mogu proučavati pomoću seizmičkih valova, proizvedenih potresima, koji putuju različitim brzinama ovisno o gustoći i stanju materijala kroz koji prolaze.
Gravitacija, temeljna prirodna sila, malo varira po Zemljinoj površini zbog razlika u topografiji, distribuciji mase i varijacijama gustoće ispod površine. Geodezija je znanost o mjerenju i razumijevanju geometrijskog oblika Zemlje, orijentacije u prostoru i polja sile teže. Proučavajući varijacije u Zemljinom gravitacijskom polju, geofizičari mogu zaključiti informacije o raspodjeli mase unutar Zemlje, što je ključno za razumijevanje tektonskih pokreta, izostazije i promjena razine mora.
Zemlja stvara magnetsko polje koje štiti planet od sunčevog i kozmičkog zračenja. Ovo magnetsko polje nastaje kretanjem rastaljenog željeza u vanjskoj jezgri Zemlje. Paleomagnetizam proučava povijest magnetskog polja Zemlje ispitivanjem orijentacije magnetskih minerala u stijenama. Ove su studije bile ključne za podupiranje teorije o tektonici ploča i pomicanju kontinenata pokazujući da su se kontinenti pomicali tijekom geoloških vremenskih skala i da se Zemljino magnetsko polje obrnulo mnogo puta kroz povijest.
Seizmologija je proučavanje potresa i seizmičkih valova koji se kreću kroz i oko Zemlje. Seizmički valovi nastaju kada dođe do iznenadnog oslobađanja energije u Zemljinoj kori, što uzrokuje potrese. Postoje dvije osnovne vrste seizmičkih valova: tjelesni valovi (P-valovi i S-valovi) i površinski valovi. P-valovi (primarni valovi) su kompresijski valovi koji se kreću brže i dolaze prvi, dok su S-valovi (sekundarni valovi) smični valovi koji dolaze nakon P-valova. Analizirajući vrijeme potrebno da ti valovi putuju kroz Zemlju, znanstvenici mogu zaključiti o strukturi i sastavu Zemljine unutrašnjosti.
Geotermalna energija odnosi se na toplinu sadržanu u Zemlji, kojoj se može pristupiti i iskoristiti za grijanje i proizvodnju električne energije. Ova energija potječe od formiranja Zemlje i raspada radioaktivnih materijala u Zemljinoj kori. Geotermalni gradijenti, koji mjere povećanje temperature s dubinom, variraju ovisno o zemljopisnom položaju i geološkim uvjetima. Područja s visokom geotermalnom aktivnošću, kao što su topli izvori, gejziri i vulkanska područja, glavna su mjesta za ekstrakciju geotermalne energije. Ovaj obnovljivi izvor energije ključno je područje istraživanja i razvoja u geofizici.
Geofizika je multidisciplinarno područje koje premošćuje jaz između fizike i znanosti o Zemlji . Primjenom fizikalnih principa i tehnika, geofizičari mogu istraživati ispod Zemljine površine, otkrivajući neprocjenjive informacije o strukturi, povijesti i dinamičkim procesima planeta. Ovo znanje ne samo da unapređuje naše razumijevanje Zemlje, već ima i praktične primjene u istraživanju resursa, zaštiti okoliša i spremnosti na katastrofe, čineći geofiziku ključnim doprinositeljem u rješavanju nekih od najhitnijih izazova današnjice.
