Геофизика

ГЕОФИЗИКА (от гео... и физика), комплекс наук, изучающих физическими методами внутреннее строение Земли, её физические свойства и процессы, происходящие в оболочках планеты (атмосфере, гидросфере, литосфере и др.). Геофизика  основана на изучении природы, структуры, пространственной неоднородности, временной изменчивости геофизических полей (гравитационного, геомагнитного, электромагнитного, геотермического и др.) и их отклонений от нормы. Геофизика  тесно связана с физикой и геологией, а также математикой, астрономией, кристаллографией и геохимией.

Предпосылки для создания геофизических наук заложены в 17-19 века, когда были открыты основные законы классической физики, созданы первые геофизические обсерватории. Различные геофизические науки развивались неравномерно и в некоторой изоляции друг от друга. К середине 19 века были накоплены достаточно обширные данные геофизических наблюдений, позволившие приступить к их обобщению и физическому истолкованию. На основании полученных результатов началось систематическое изучение строения и физических свойств оболочек Земли. Широкомасштабные геофизические исследования начались в 20 веке, особенно во 2-й половине века в связи с развитием спутниковых исследований. Понятие геофизики как науки, объединяющей большую совокупность наук в определённую систему, оформилось в 1940-60-х годах.

Физика Земли исследует строение Земли, её развитие и физические процессы, происходящие в её недрах и на поверхности. В зависимости от предмета исследования в физике Земли выделяют самостоятельные разделы: сейсмологию, гравиметрию, геотермию, геомагнетизм (земной магнетизм), геодинамику и др. Сейсмология даёт обширную информацию о внутренних процессах и строении Земли. По сейсмологическим данным определено положение основных границ раздела различных слоёв, установлено резко неоднородное строение земной коры, выявлено наличие неоднородностей внутри мантии и другие особенности. Сведения о распределении очагов землетрясений используются для изучения современных тектонических движений и напряжённого состояния литосферы. Наблюдения за упругими приливами твёрдой оболочки позволяют рассчитать некоторые физические параметры вещества Земли, данные о гравитационном поле - определить истинную форму Земли и плотность вещества в её внутренних зонах. Изучение теплового поля позволяет оценить температуру в недрах Земли и судить о физических и химических процессах на большой глубине, о распределении радиоактивных элементов в Земле на протяжении геологической истории. Магнитные наблюдения дают информацию о строении и составе пород земной коры, а также составляют основу для развития теории геомагнитного динамо - механизма генерации магнитного поля Земли.

Гидрофизика подразделяется на физику океана и физику вод суши. Физика океана изучает механические, электрические, акустические, оптические и радиационные свойства воды, а также физические и динамические процессы в океане: различные виды волн в океане, приливные явления и др. Важным направлением является исследование энерго- и массобмена и взаимодействий в системе океан - атмосфера - суша. Физика вод суши изучает физические свойства и динамику наземных и подземных вод, русловые процессы в реках и каналах, взаимодействие водных объектов с различными формами рельефа и техническими сооружениями и ряд других гидрофизических явлений.

Физика атмосферы изучает физические механизмы и явления, происходящие в атмосфере: термодинамические процессы в атмосфере, химический и коллоидный состав воздуха, процессы конденсации и сублимации водяного пара, образования облаков, туманов и осадков, радиационные, оптические, электрические и акустические явления в атмосфере. Динамика атмосферы рассматривает процессы движения атмосферного воздуха в соответствии с действующими силами; включает статику и кинематику атмосферы. Атмосферная оптика изучает оптические явления в атмосфере, вызываемые рассеянием, поглощением, преломлением и дифракцией световых лучей в воздухе. Физика облаков и осадков исследует процессы образования, эволюцию и свойства облаков, а также физические свойства осадков, включая радиационные, оптические и электрические явления, связанные с облаками.

В соответствии с назначением и методами исследования различают теоретическую, экспериментальную и прикладную геофизики (смотри Геофизические методы разведки). Геофизические исследования атмосферы и гидросферы используются в прогнозе погоды, а весь комплекс геофизических знаний - при освоении энергетических и сырьевых ресурсов Земли. Большими достижениями геофизики в последние годы являются широкомасштабные исследования геологического строения и эволюции дна морей и океанов, создание научных основ геоэкологического мониторинга, комплексные исследования осадочных бассейнов, включающие изучение процессов нефте- и газообразования и нефте- и газонакопления.

Одно из направлений геофизики - геофизика ландшафта, изучающая наиболее общие физические свойства, процессы и явления, характерные для ландшафтов.

Лит.: Чеботарев А. А. Общая гидрология (воды суши). Л., 1951; Магницкий В. А. Внутреннее строение и физика Земли. М., 1965; Шулейкин В. В. Физика моря. 4-е изд. М., 1968; Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. 2-е изд. М., 1983; Хргиан А. Х. Физика атмосферы. М., 1986; Беручашвили Н. Л. Геофизика ландшафта. М., 1990.