Геофизика

комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её твёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках. Различные геофизические науки развивались на протяжении 4 последних столетий (особенно в 19-м и 20-м) неравномерно и в некоторой изоляции одна от другой; их частные методы разнообразны, что определяется своеобразием физических характеристик и процессов в каждой из трёх указанных оболочек Земли. Отдельные геофизические дисциплины, по крайней мере некоторыми своими сторонами, смыкаются с областями геологии и географии. Понятие Г. как науки, объединяющей большую совокупность наук в определённую систему, оформилось лишь в 40—60-х гг. 20 в.

Имеются общие признаки геофизических наук. Всем им свойственна преобладающая роль наблюдения за ходом природных процессов (по сравнению с лабораторным экспериментом) для получения исходной фактической информации, а также количественная интерпретация фактов на основе общих физических законов.

В разделении геофизических дисциплин нет твёрдо установившейся терминологии. Так, наравне с традиционным термином «метеорология» для науки об атмосфере применяется ещё термин «физика атмосферы», но нередко в более ограниченном значении. В последнем случае рамки, выделяющие физику атмосферы из метеорологии, намечаются разными авторами по-разному. То же относится к соотношению между океанологией и физикой моря и пр. Большая и давно обособившаяся отрасль метеорологии — климатология, учение о климатах земного шара — чаще относится к географическим наукам. Ряд геофизических дисциплин или их разделов имеет прикладной характер.

Наиболее разработанная классификация геофизических наук положена в основу рубрикации реферативного журнала «Геофизика», согласно которой в состав Г. входят: геомагнетизм (учение о земном магнитном поле); аэрономия (учение о высших слоях атмосферы); метеорология (наука об атмосфере) с подразделением на физическую метеорологию (физику атмосферы), динамическую метеорологию (приложение гидромеханики к атмосферным процессам), синоптическую метеорологию (учение о крупномасштабных атмосферных процессах, создающих погоду, и об их прогнозе), климатологию; океанология (учение о Мировом океане, включая и физику моря); гидрология суши (учение о реках, озёрах и других водоёмах суши); гляциология (учение о всех формах льда в природе); физика недр Земли; сейсмология (учение о землетрясениях и иных колебаниях земной коры); гравиметрия (учение о поле силы тяжести); учение о земных приливах; учение о современных движениях земной коры. Указанные науки, в свою очередь, разделяются на отдельные частные дисциплины. Некоторые из них, например климатологию и гляциологию, большей частью относят к географическим наукам. Кроме того, различаются такие прикладные геофизические науки, как разведочная и промысловая геофизика (см. Геофизические методы разведки).

Современное развитие геофизических наук стимулируется возрастающими потребностями в прогнозе состояния окружающей человека среды, в особенности погоды и гидрологического режима (См. Гидрологический режим), в освоении природных богатств и в регулировании природных процессов. В определённой мере оно связано и с космическими исследованиями, поскольку космические корабли пролетают земную атмосферу при старте и возвращении на Землю, а искусственные спутники Земли вращаются в верхних слоях атмосферы. С технической стороны это развитие обеспечивается быстро возрастающим числом глобальных наблюдений с использованием новейших методов электроники и автоматики, машинной обработкой огромного количества результатов наблюдений и всё более широким применением математического анализа в теоретических построениях.

С. П. Хромов.

1. геофи́зика;
2. геофи́зики;
3. геофи́зики;
4. геофи́зик;
5. геофи́зике;
6. геофи́зикам;
7. геофи́зику;
8. геофи́зики;
9. геофи́зикой;
10. геофи́зикою;
11. геофи́зиками;
12. геофи́зике;
13. геофи́зиках.

-и, ж.

Комплекс наук о физических свойствах Земли и о происходящих в ней физических процессах.

ГЕОФИ́ЗИКА, геофизики, мн. нет, жен. (от греч. ge - земля и слова "физика") (научн.). Совокупность дисциплин, применяющих физические методы к изучению земного шара.

ж.

Комплекс научных дисциплин, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её твёрдой, жидкой и газовой оболочках (геосферах).

ГЕОФИЗИКА - комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли, ее физические свойства и процессы, происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизике выделяют физику т. н. твердой Земли (сейсмология, геомагнетизм, гравиметрия, разведочная геофизика и др.), гидрофизику и физику атмосферы. Геофизические исследования используются в прогнозе погоды, а также при освоении энергетических и сырьевых ресурсов Земли.

ГЕОФИЗИКА, комплекс наук, исследующих физическими методами строение, физические свойства Земли и процессы, происходящие в ее оболочках. В геофизике выделяют физику Земли (сейсмология, геомагнетизм, гравиметрия, геотермия, разведочная геофизику и др.), гидрофизику и физику атмосферы. Данные геофизики используются в прогнозе погоды, при разведке и освоении минеральных ресурсов, в изучении строения Земли.

жен. geophysicsж. geophysics.

geophysics

ж

Geophysik f

геофизика ж Geophysik f

ж.

géophysique f

ж.

geofísica f

ж.

geofisica

ГЕОФИЗИКА, наука, изучающая физические свойства Земли как единой системы. Частично связана с ХИМИЕЙ, ГЕОЛОГИЕЙ, АСТРОНОМИЕЙ, СЕЙСМОЛОГИЕЙ, МЕТЕОРОЛОГИЕЙ и многими другими науками. На основе данных о природе сейсмических волн, геофизики изучили внутреннюю структуру Земли.

комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твердой Земли (земную кору, мантию, жидкое внешнее и твердое внутреннее ядро), физику океанов, поверхностных вод суши (озер, рек, льдов) и подземных вод, а также физику атмосферы (метеорологию, климатологию, аэрономию). В настоящей статье рассматривается исключительно физика твердой Земли, основными разделами которой являются сейсмология, геодезия, гравиметрия, геомагнетизм, геоэлектрика, геотермия, реология, физика минералов и горных пород. Прикладная геофизика разрабатывает методы и теорию геофизической съемки и геофизической разведки, главным образом с целью поиска месторождений полезных ископаемых

(см. ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА). Морская геофизика проводит исследования в морях и океанах. Геофизика использует данные других наук, в основном физики и геологии, а также математики, астрономии, кристаллографии, геохимии. Большое влияние на развитие геофизики оказали результаты космических исследований и развитие теории тектоники плит. См. также ЗЕМЛЯ. Сейсмология изучает землетрясения, их механизмы и последствия, распространение сейсмических волн, а также все виды движений земной коры, которые регистрируются сейсмографами на суше и на дне океанов и морей. Наиболее активные землетрясения наблюдаются в ослабленных зонах вдоль границ тектонических плит. При этом возбуждаются три типа сейсмических волн: продольные (P), поперечные (S) и поверхностные (волны Лява и Рэлея). Сильные землетрясения могут также возбуждать свободные колебания всей Земли. Выбором сейсмически безопасных мест для строительства проектируемых сейсмостойких сооружений занимается инженерная сейсмология. Реальной методологии точного прогноза времени и места землетрясений пока не существует. Известно, что наиболее сильные землетрясения сопровождают процесс субдукции (поддвига) в глубоководных желобах или движения по трансформным разломам. Это позволяет прогнозировать районы возможных землетрясений. Информация о силе ожидаемых толчков крайне необходима для определения возможной интенсивности сейсмических воздействий на такие сооружения, как ядерные реакторы, плотины, мосты и здания. Сейсмические методы используются для изучения внутреннего строения Земли в целом и ее структуры на разных глубинах. Следует отметить, что на основе результатов сейсмических исследований установлено, что Земля состоит из ядра, мантии и земной коры. Использование цифровых сейсмографов сыграло огромную роль в изучении земных недр и позволило регистрировать землетрясения. По данным об изменениях скоростей волн была составлена трехмерная схема строения мантии. Структура верхней мантии, определяемая по скоростям сейсмических волн, различна для районов срединно-океанических хребтов и материков и соответствует распределению теплового потока. Сходная картина в изменениях скоростей волн отмечается и в нижней мантии, однако они не коррелируют с макрорельефом поверхности Земли.

См. также ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ. Геодезия исследует главным образом форму Земли. Различают две геодезические задачи: определение параметров сфероида или эллипсоида (дающего наилучшее совпадение с поверхностью моря), в первом приближении аппроксимирующего форму Земли, и измерение отклонений действительной поверхности геоида от сфероида. По существу, форма Земли представляет собой эллипсоид вращения, слегка сплющенный на полюсах. Определение формы геоида и сфероида осуществляется в основном путем сочетания наземной геодезической съемки и изучения орбит искусственных спутников Земли. Изменения формы Земли, связанные с перемещением литосферных плит, определяются по данным радиоинтерферометрии и Системы глобального определения местоположения (GРS).

См. также ГЕОДЕЗИЯ. Гравиметрия занимается изучением гравитационного поля Земли. Локальные вариации этого поля, связанные с плотностными неоднородностями в пределах земной коры, используются для определения положения рудных тел. Полагают, что рельеф земной поверхности и плотностные изменения внутри земной коры с глубиной взаимно компенсируются, поэтому удовлетворительная корреляция между гравитационными аномалиями протяженностью 100-1000 км и рельефом не наблюдается. Геомагнетизм исследует магнитное поле Земли (его источники и изменения на протяжении геологической истории Земли), а также магнитные свойства горных пород. Принято считать, что магнитное поле Земли обусловлено электрическими токами в жидком внешнем ядре, его напряженность изменяется с периодичностью от 100 до 10 000 лет, а полярность подвержена обращениям (инверсиям). Измерения интенсивности и направления намагниченности горных пород позволяют изучать происхождение и изменения во времени геомагнитного поля и служат ключевой информацией для развития теории тектоники плит и дрейфа материков.

См. также ГЕОМАГНЕТИЗМ. Геоэлектрика изучает изменяющуюся с глубиной электропроводность Земли путем наблюдений за изменениями магнитного поля. Взаимодействие вариаций магнитного и электрического полей, обусловленных как естественными, так и искусственно индуцированными токами, используется в магнитотеллурическом зондировании при разведке полезных ископаемых и для изучения строения нижней части коры и верхней мантии.

См. также ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ РАЗВЕДКА. Геотермические исследования основаны на измерении теплового потока и теплопроводности, а также радиоактивности вблизи поверхности, которые затем экстраполируются на глубину. Тепловое излучение Солнца оказывает незначительный эффект на недра Земли. Точно так же энергия, высвобождаемая при землетрясениях и приливном трении, мала по сравнению с геотермальными потерями тепла. Предполагается, что главный источник тепла в Земле обусловлен радиоактивным распадом долгоживущих радионуклидов, а также высвобождением гравитационной энергии и распадом короткоживущих радионуклидов. Современный тепловой поток Земли подвержен большим изменениям. На материках он зависит от радиоактивности коренных пород, причем на долю мантии приходится примерно половина общего теплового потока. В океанах он вдвое больше, чем на материках, и обусловлен, главным образом, конвекцией в мантии. На глубинах ниже 100 км распределение температур и источников тепла, а также механизм его переноса точно не установлены. Конвекция, вероятно, происходит в верхней мантии и внешнем ядре, но неясно, насколько она активна в нижней мантии. На ранних этапах истории Земли термальная конвекция могла быть более интенсивной. В вулканических областях, срединно-океанических хребтах и областях гидротермальной активности обнаружен более высокий тепловой поток. Реология занимается изучением остаточных деформаций и течения вязких и пластичных материалов. Применительно к Земле это обычно означает исследование вязкости внутренних слоев и ее изменений во времени, а также глубинных движений вдоль разломов, перемещений литосферы относительно астеносферы, субдукции литосферных плит, трещинообразования в горных породах, крипа и т.п. Прямые измерения вязкости в недрах Земли невозможны, однако ее оценки могут быть выполнены на основе изучения скорости поднятий таких древних областей, как Канадский и Балтийский щиты, ранее опустившихся под действием ледниковой нагрузки. Согласно этим оценкам, вязкость верхней мантии - 10 20-10 22 Па*с, а нижней - от 1022 до 1026 Па*с (паскаль - единица давления, 1 Па = 10 дн/см2). На основе исследований горных пород при высоких давлениях изучаются их свойства и интерпретируются данные о скоростях распространения сейсмических волн и распределении плотности вещества в недрах Земли. Таким образом определяется минералогический состав ее внутренних слоев. Методы изучения плотности, кристаллической структуры, электропроводности, точки плавления минералов и горных пород при высоких давлениях базируются на достижениях термодинамики и физики твердого тела. Экспериментальные методы включают ультразвуковые измерения скорости как функции давления величиной примерно 30 кбар (1 кбар = 108 Па). При помощи специальной техники можно генерировать высокие давления, по крайней мере до 1000 кбар (100 ГПа). Под действием ударного сжатия или в камерах с алмазными наковальнями могут быть получены более высокие давления, чем в центре Земли (ГЕОФИЗИКА3600 кбар, или 360 ГПа). В идеальном случае для полного понимания процессов, происходящих в глубине Земли, необходимо знать зависимости скоростей распространения продольных и поперечных волн, модуля упругости, плотности, коэффициента термического расширения, удельной теплоемкости, температуры плавления, вязкости, электро- и теплопроводности горных пород от давления. Поскольку эти сведения невозможно получить путем непосредственных наблюдений, большая часть современных знаний предстает в форме теоретически рассчитанных уравнений состояния как функции от плотности. На основе использования уравнений состояния экспериментальные данные экстраполируются на область высоких давлений, характерных для недр Земли. Важную роль в определении свойств, не поддающихся непосредственным измерениям, и интерпретации сейсмических данных для определения состава пород и фазовых переходов в Земле играют опытным путем установленные соотношения между скоростями волн, плотностью и атомным весом. Все модели Земли включают зоны скачкообразных изменений плотности и волновых скоростей на различных глубинах, обусловленные изменениями химического состава. Некоторые из этих зон идентифицируются как фазовые переходы или перестройка кристаллической структуры в минеральных ассоциациях, что подтвердили эксперименты с использованием методов рентгеноструктурного анализа. Лабораторные эксперименты по фазовым переходам в горных породах при высоких давлениях и температурах позволяют определить границы различных сред в земных недрах. Фазовые переходы в недрах Земли происходят в определенном диапазоне глубин. Переходная зона между 400 и 1000 км включает две главные границы со скачкообразным изменением свойств на глубинах ГЕОФИЗИКА400 и ГЕОФИЗИКА670 км, которые идентифицированы как границы перехода оливина в шпинель и шпинелеподобные структуры и шпинели в более плотную ассоциацию - перовскит плюс магнезиовюстит. Граница между ядром и мантией имеет химическую природу. Внешнее ядро может быть представлено жидким железо-никелевым расплавом с добавками более легких элементов, по всей вероятности, серы, кислорода или кремния. Наиболее точные изотопные методы определения возраста горных пород основаны на процессах распада радиоактивных элементов в этих породах.

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ, установленное по геофизическим данным об изменении давления с глубиной (100 ГПа = 1 Мбар = 106 атмосфер).

ЛИТЕРАТУРА

Джефрис Г., Земля, ее происхождение, история и строение. М., 1960 Гутенберг Б., Физика земных недр. М., 1963

ГЕОФИ́ЗИКА -и; ж. [от греч. gē и physikē] Комплексная наука, изучающая физические свойства Земли и происходящие в ней физические процессы.

◁ Геофизи́ческий, -ая, -ое. Г-ие явления. Г-ие приборы. Г-ие исследования. Г-ая обсерватория.

* * *

комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли, её физические свойства и процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно в геофизике выделяют физику так называемой твёрдой Земли (сейсмология, геомагнетизм, гравиметрия, разведочная геофизика и др.), гидрофизику и физику атмосферы. Геофизические исследования используются в прогнозе погоды, а также при освоении энергетических и сырьевых ресурсов Земли.

* * *

ГЕОФИ́ЗИКА, комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли, ее физические свойства и процессы, происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизике выделяют физику т. н. твердой Земли (сейсмология(см. СЕЙСМОЛОГИЯ), геомагнетизм(см. ГЕОМАГНЕТИЗМ), гравиметрия(см. ГРАВИМЕТРИЯ), разведочная геофизика(см. РАЗВЕДОЧНАЯ ГЕОФИЗИКА) и др.), гидрофизику и физику атмосферы. Геофизические исследования используются в прогнозе погоды(см. ПРОГНОЗ ПОГОДЫ), а также при освоении энергетических и сырьевых ресурсов Земли.

— наука, изучающая физ. явления и процессы, которые протекают в оболочках Земли и в ее ядре. Учитывая специфические особенности геосфер в отношении их структуры, состава, физ. свойств и развития, в Г. выделяют физику атмосферы, физику моря и физику твердой Земли. Геофизика геол. назначения (разведочная геофизика) имеет своим основным объектом самую верхнюю часть твердой Земли и смыкается с геол. дисциплинами в изучении земной коры, поисках и разведке полезных ископаемых, решении задач инженерной геологии и гидрогеологии. Физ. процессы, охватывающие наиболее высокие слои атмосферы, тесно связаны с солнечной активностью, космическим излучением и магнитным полем Земли. Магнитное поле удерживает потоки заряженных частиц, которые попадают из космического пространства и концентрируются в радиационных поясах. Предполагается, что в моменты перестройки и ослабления магнитного поля его защитная роль уменьшается и возможны катастрофические изменения в биосфере, подобные тем, которые установлены палеонтологией. Режим нижних слоев атмосферы существенно взаимосвязан с особенностями физ. процессов в гидросфере и на поверхности твердой оболочки. Циркуляция вещества и тепла в воздушной и водяной оболочках вызывает экзогенные геол. процессы. Воздействие подвижных внешних оболочек Земли на ход ее эндогенных процессов (сейсмический режим и т. п.) вполне реально, однако формы и масштабы такого воздействия не определены. Медленные процессы, вроде нарастания и таяния ледниковых покровов, сопровождаются компенсационными изостатическими перемещениями вещества в недрах планеты. Перераспределение площадей, занятых сушей и морем, сопряжено с изменением толщины и состава земной коры.

Обширную информацию о внутренних процессах и внутреннем строении Земли дает сейсмология. По сейсмологическим материалам определено положение основных границ раздела, установлено резко неоднородное строение коры, наличие неоднородностей внутри мантии и многие др. особенности. Сведения о распределении очагов землетрясений используются для изучения совр. тект. движений. Наблюдения за упругими приливами твердой оболочки позволяют рассчитать некоторые физ. параметры вещества Земли. Электрические токи в Земле, индуцированные вариациями магнитного поля, которые вызваны непостоянством солнечной деятельности и др. внешними причинами, дают информацию об электропроводности и возможном ее распределении с глубиной. По электропроводности косвенно определяется t на глубине нескольких сотен км. Гравитационное поле используется для суждения об истинной форме Земли и о распределении плотности в её внутренних зонах. Изучение теплового поля позволяет оценить t в недрах Земли, дает факты для суждения о физ. и хим. процессах на большой глубине (отражающихся на геол. строении земной коры), о распределении радиоактивных элементов в Земле на протяжении геол. истории. И. Г. Клушин.

(от гео... и физика) - комплекс наук, изучающих физ. св-ва Земли в целом и физ. процессы, происходящие в её твёрдой (литосфере), жидкой (гидросфере) и газообразной (атмосфере) оболочках, находящихся в пост. взаимодействии. Соответственно трём оболочкам Земли Г. подразделяют на физику "твёрдой" Земли, гидрофизику и физику атмосферы. Осн. разделы физики Земли - гравиметрия, сейсмология, геотермика и т. д. Гидрофизика делится на физику моря и физику вод суши. Физика атмосферы включает физику приземного слоя атмосферы, аэрологию, физику ионосферы и др. В состав Г. входят также разведочная Г. и промысловая Г., решающие задачи поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых.

geophysics

* * *

geophysics

промысло́вая геофи́зика — well logging

* * *

geophysics

ж.

geofisica f

наук., физ.

геофі́зика

- разведочная геофизика

наук., физ.

геофі́зика

- разведочная геофизика

комплекс наук, исследующих физ. методами строение Земли, её физ. свойства и процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно в Г. выделяют физику т. н. твёрдой Земли (сейсмология, геомагнетизм, гравиметрия, разведочная Г. и др.), гидрофизику и физику атмосферы. Геофиз. исследования используются в прогнозе погоды, а также при освоении энергетич. и сырьевых ресурсов Земли.