Место геофизики среди наук о Земле

Место геофизики среди наук о Земле.Геофизика (от греч. ge–Земля и phisis–природа)– наука о строении, физических свойствах и процессах, про­исходящих в твердой, жидкой и газообразной оболочках-Земли. Цель геофизических исследований состоит в получении наиболее достоверных сведений о строении недр земли, ее водной и воздушных оболочек, в изучении происхождения и развития нашей планеты.

Объектом исследований геофизики является земной шар в целом с его твердой оболочкой, морями и океанами, поверхностными и подземными водами, атмосферой и ближним космосом.

Геофизика, находясь на стыке основных естественных и точных наук (астрономии, физики, математики, геологии, географии, химии, биологии), имеет общие с этими науками объекты исследований – Землю и ее оболочки. Однако предметы исследований у них разные. Например, у геологических методов предметом исследования являются минералы, породы, толщи, структуры, полезные ископаемые, а у геофизических – параметры различных физических полей, которые или создаются этими геологическими объектами, или искажаются вследствие того, что объекты отличаются по геометрическим параметрам и физическим свойствам от вмещающих пород. Дополняя прямые подходы названных наук косвенными, геофизика повышает тем самым их информативность, наукоемкость, привнося в некоторые из них аппаратурную базу, математический аппарат и физический эксперимент.

Фундаментальная, общая, глобальная, планетарная геофизикаподразделяется на физику Земли, а также геофизику планет, космоса, атмосферы, поверхностной и подземной гидросферы, литосферы. Непрерывно возрастающая роль антропогенно-техногенной деятельности, по последствиям сравниваемой с природными факторами, позволяет выделить из общей геофизики еще одну, новую фундаментальную науку – геофизику биотехносферы (ее можно назвать геофизической экологией, или биогеофизикой). Она предназначена для изучения влияния природных и техногенных физических полей на биосферу (среду обитания биоты и человека). Объектом исследования биогеофизики являются части атмосферы, суши, поверхностной и глубинной гидросферы, верхние горизонты литосферы. Предметом исследований служат естественные и искусственные физические поля, их вариации во времени и пространстве. Цель исследований общей геофизики – изучение изменений физических свойств оболочек Земли в плане и по глубине с помощью методов глубинной геофизики с привлечением для истолкования результатов данных астрофизики, геологии (в том числе глубинного бурения), петрологии, минералогии, геохимии и физики вещества при высоких давлениях и температурах.

Геофизика в настоящее время подразде­ляется на три крупных обособившихся раздела – физику твердой Земли, или физику твердого тела Земли, физику гидросферы, или гидрофизику, ифизику атмосферы, и ближнего космоса.

Физика твердого тела Земли изучает механизм происхождения и развития Земли в целом и отдельных геосфер, а также ее возраст, состав, внутреннее строение и физические свойства земной коры, мантии и ядра и происходящие в них физи­ческие. химические и механические процессы. Физика Земли исследует также процессы и явления, возникающие вследствие взаимодействия между Землей и планетами Солнечной системы. В настоящее время решением этих задач занимается целый ряд наук геофизического цикла гравиметрия–учение о силе тяжести и методах ее измерения, сей­смология и сейсмометрия – соответственно учения о земле­трясениях и методах их регистрации;геотермика–учение о тепловых процессах, происходящих на земном шаре, и об энергетике недр нашей планеты;геомагнетизм–учение о магнитном поле Земли, его происхождении, напряженности и вариациях земного магнетизма;геоэлектрика–учение об электрическом поле Земли, распределении и механизме элек­тропроводности в ее недрах;радиометрия – наука, изучаю­щая естественные радиоактивные процессы, которые происходят в недрах Земли.

Разведочная геофизика базируется на изучении естественных и искусственно создаваемых физических полей Земли. В последние годы в рамках этой науки стала интенсивно развиваться техногенная геофизика, занимающаяся методами мониторинга, т. е. системой изучения, слежения и контроля за состоянием среды в результате деятельности человека (в том числе кон­троля загрязнения и экологической охраны подземные вод и геологической среды).

Физика гидросферы (гидрофизика) изучает физические свойства воды во всех трех ее агрегатных состояниях и процессы, происходящие в гидросфере. При­менительно к конкретным формам скопления воды гидро­физика подразделяется на физику вод суши и физику моря. Задачей физики вод суши является исследование физических процессов: испарения в природных условиях; нагpeвания и охлаждения водоемов, образования, нарастания и исчезновения льда; формирования и таяния снежное покрова и др. Физика моря изучает в основном физические, химические, геологические и биологические процессы, проте­кающие в океанах и морях, закономерности возникновения и развития волн и течений, распространения тепла, звука и света в морской воде, взаимодействия океана и атмосферы и т. д.

Физика атмосферы и ближнего космоса в недавнем пpoшлом разделилась на две части – метеорологию и аэрономию. В последние десятилетия наме­тилось деление физики атмосферы на такие самостоятельные научные дисциплины, как динамика атмосферы, физика по­граничного слоя, физика облаков и осадков, учение о лучис­той энергии Солнца и Земли (актинометрия), атмосферная оптика, атмосферное электричество и спутниковая метеорология.