ธรณีฟิสิกส์เป็นสาขาหนึ่งของ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ที่ประยุกต์หลักการจาก ฟิสิกส์ มาศึกษา โลก โดยครอบคลุมสาขาวิชาย่อยต่างๆ โดยแต่ละสาขาวิชามุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติทางกายภาพของโลกในด้านต่างๆ ซึ่งรวมถึงสนามโน้มถ่วง สนามแม่เหล็ก พลังงานความร้อนใต้พิภพ แผ่นดินไหว และอื่นๆ สาขานี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจองค์ประกอบ โครงสร้าง และกระบวนการของโลก ซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลายในการพยากรณ์ภัยพิบัติทางธรรมชาติ การสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม
โลกประกอบด้วยหลายชั้น เริ่มจากพื้นผิว ได้แก่ เปลือกโลก เนื้อโลก แก่นชั้นนอก และแก่นชั้นใน แต่ละชั้นมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่แตกต่างกัน เปลือกโลกเป็นชั้นนอกสุด บางและแข็ง ข้างใต้มีเนื้อโลกซึ่งเป็นของเหลวกึ่งของเหลวและพาความร้อนจากโลกชั้นในไปยังพื้นผิว แกนกลางแบ่งออกเป็นสองส่วน: แกนด้านนอกที่เป็นของเหลวและแกนในที่เป็นของแข็ง ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิล ชั้นเหล่านี้สามารถศึกษาผ่านคลื่นแผ่นดินไหวที่เกิดจากแผ่นดินไหว ซึ่งเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและสถานะของวัสดุที่พวกมันผ่าน
แรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นพลังพื้นฐานของธรรมชาติจะแปรผันเล็กน้อยทั่วพื้นผิวโลก เนื่องจากความแตกต่างในด้านภูมิประเทศ การกระจายตัวของมวล และการแปรผันของความหนาแน่นใต้พื้นผิว มาตรวิทยาเป็นศาสตร์แห่งการวัดและทำความเข้าใจรูปทรงเรขาคณิตของโลก การวางแนวในอวกาศ และสนามแรงโน้มถ่วง ด้วยการศึกษาความแปรผันของสนามแรงโน้มถ่วงของโลก นักธรณีฟิสิกส์สามารถอนุมานข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายตัวของมวลภายในโลก ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก ไอโซสเตซี และการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล
โลกสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งช่วยปกป้องโลกจากแสงอาทิตย์และรังสีคอสมิก สนามแม่เหล็กนี้เกิดจากการเคลื่อนที่ของเหล็กหลอมเหลวในแกนโลกชั้นนอก ทฤษฎี Paleomagnetism ศึกษาประวัติสนามแม่เหล็กของโลกโดยตรวจสอบการวางแนวของแร่ธาตุแม่เหล็กในหิน การศึกษาเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสนับสนุนทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกและการเคลื่อนตัวของทวีป โดยแสดงให้เห็นว่าทวีปต่างๆ เคลื่อนตัวไปตามมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา และสนามแม่เหล็กของโลกกลับทิศทางหลายครั้งตลอดประวัติศาสตร์
วิทยาแผ่นดินไหวคือการศึกษาแผ่นดินไหวและคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนผ่านและรอบโลก คลื่นไหวสะเทือนเกิดขึ้นเมื่อมีการปล่อยพลังงานอย่างกะทันหันในเปลือกโลก ทำให้เกิดแผ่นดินไหว คลื่นแผ่นดินไหวมีสองประเภทหลัก: คลื่นร่างกาย (คลื่น P และคลื่น S) และคลื่นพื้นผิว คลื่น P (คลื่นปฐมภูมิ) เป็นคลื่นอัดที่เคลื่อนที่เร็วขึ้นและมาถึงก่อน ในขณะที่คลื่น S (คลื่นรอง) เป็นคลื่นเฉือนที่มาถึงหลังจากคลื่น P ด้วยการวิเคราะห์เวลาที่คลื่นเหล่านี้เดินทางผ่านโลก นักวิทยาศาสตร์สามารถอนุมานโครงสร้างและองค์ประกอบภายในของโลกได้
พลังงานความร้อนใต้พิภพหมายถึงความร้อนที่มีอยู่ภายในโลก ซึ่งสามารถเข้าถึงและนำไปใช้เพื่อให้ความร้อนและผลิตกระแสไฟฟ้าได้ พลังงานนี้มาจากการก่อตัวของโลกและการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีในเปลือกโลก การไล่ระดับความร้อนใต้พิภพซึ่งวัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นด้วยความลึก จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และสภาพทางธรณีวิทยา พื้นที่ที่มีกิจกรรมความร้อนใต้พิภพสูง เช่น น้ำพุร้อน น้ำพุร้อน และบริเวณภูเขาไฟ เป็นสถานที่สำคัญสำหรับการสกัดพลังงานความร้อนใต้พิภพ แหล่งพลังงานหมุนเวียนนี้เป็นพื้นที่สำคัญของการวิจัยและพัฒนาในธรณีฟิสิกส์
ธรณีฟิสิกส์เป็นสาขาสหสาขาวิชาชีพที่เชื่อมช่องว่างระหว่าง ฟิสิกส์ และ วิทยาศาสตร์โลก ด้วยการใช้หลักการและเทคนิคทางกายภาพ นักธรณีฟิสิกส์จึงสามารถสำรวจใต้พื้นผิวโลกได้ และเผยให้เห็นข้อมูลอันล้ำค่าเกี่ยวกับโครงสร้าง ประวัติศาสตร์ และกระบวนการไดนามิกของดาวเคราะห์ ความรู้นี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโลกเท่านั้น แต่ยังนำไปใช้ได้จริงในการสำรวจทรัพยากร การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และการเตรียมพร้อมรับมือกับภัยพิบัติ ทำให้ธรณีฟิสิกส์เป็นผู้สนับสนุนหลักในการจัดการกับความท้าทายที่เร่งด่วนที่สุดในปัจจุบัน
