Геофізика — це галузь природничих наук , яка використовує принципи фізики для вивчення Землі . Він охоплює низку піддисциплін, кожна з яких зосереджена на різних аспектах фізичних властивостей Землі, включаючи її гравітаційне поле, магнітне поле, геотермальну енергію, сейсмічну активність тощо. Ця сфера має вирішальне значення для розуміння складу, структури та процесів на Землі, які мають широке застосування в прогнозуванні стихійних лих, дослідженні природних ресурсів і захисті навколишнього середовища.
Земля складається з кількох шарів, починаючи з поверхні: кори, мантії, зовнішнього ядра та внутрішнього ядра. Кожен шар має відмінні фізичні та хімічні властивості. Кора - це зовнішній шар, тонкий і твердий. Під нею лежить мантія, яка є напіврідкою і передає тепло від внутрішньої частини Землі до поверхні. Ядро ділиться на дві частини: рідке зовнішнє ядро та тверде внутрішнє ядро, яке в основному складається із заліза та нікелю. Ці шари можна вивчати за допомогою сейсмічних хвиль, створених землетрусами, які поширюються з різною швидкістю залежно від щільності та стану матеріалу, через який вони проходять.
Сила тяжіння, фундаментальна сила природи, дещо змінюється на поверхні Землі через відмінності в топографії, розподілі маси та змінах щільності під поверхнею. Геодезія — наука про вимірювання та розуміння геометричної форми Землі, орієнтації в просторі та поля сили тяжіння. Вивчаючи варіації в полі тяжіння Землі, геофізики можуть отримати інформацію про розподіл маси всередині Землі, що є вирішальним для розуміння тектонічних рухів, ізостазії та змін рівня моря.
Земля створює магнітне поле, яке захищає планету від сонячного та космічного випромінювання. Це магнітне поле створюється рухом розплавленого заліза в зовнішньому ядрі Землі. Палеомагнетизм вивчає історію магнітного поля Землі, досліджуючи орієнтацію магнітних мінералів у гірських породах. Ці дослідження мали вирішальне значення для підтримки теорії тектоніки плит і дрейфу континентів, показавши, що континенти рухалися в геологічних масштабах часу і що магнітне поле Землі багато разів змінювалося протягом історії.
Сейсмологія - це наука про землетруси та сейсмічні хвилі, які рухаються через Землю та навколо неї. Сейсмічні хвилі виникають, коли в земній корі відбувається раптовий викид енергії, що викликає землетруси. Існує два основних типи сейсмічних хвиль: об’ємні (P-хвилі та S-хвилі) і поверхневі хвилі. P-хвилі (первинні хвилі) — це хвилі стиснення, які рухаються швидше та приходять першими, тоді як S-хвилі (вторинні хвилі) — це зсувні хвилі, які надходять після P-хвиль. Аналізуючи час, за який ці хвилі проходять через Землю, вчені можуть зробити висновок про структуру та склад надр Землі.
Геотермальна енергія відноситься до тепла, що міститься всередині Землі, яке можна отримати та використовувати для опалення та виробництва електроенергії. Ця енергія походить від утворення Землі та розпаду радіоактивних матеріалів у земній корі. Геотермічні градієнти, які вимірюють підвищення температури з глибиною, змінюються залежно від географічного розташування та геологічних умов. Райони з високою геотермальною активністю, такі як гарячі джерела, гейзери та вулканічні регіони, є основними місцями для видобутку геотермальної енергії. Це відновлюване джерело енергії є ключовим напрямком досліджень і розробок у геофізиці.
Геофізика — це багатодисциплінарна галузь, яка зводить місток між фізикою та науками про Землю . Застосовуючи фізичні принципи та методи, геофізики можуть досліджувати глибини земної поверхні, відкриваючи безцінну інформацію про структуру, історію та динамічні процеси планети. Ці знання не тільки покращують наше розуміння Землі, але й мають практичне застосування в дослідженні ресурсів, захисті навколишнього середовища та підготовці до катастроф, що робить геофізику ключовим фактором у вирішенні деяких із найактуальніших викликів сучасності.
