Энциклопедия «Города и страны» (сводная)

ГЕОФИ́ЗИКА

Геофи́зика - 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 (GPS). 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.

См. также магнитное поле Земли.

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 - 1020-1022Па·с, а нижней - от 1022до 1026Па·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 = 108Па). 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, бóльшая 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.

ЛИТЕРАТУРА

Джефрис Г. Земля, ее происхождение, история и строение. М., 1960

Гутенберг Б. Физика земных недр. М., 1963

  1. геофизика—геологияstrong основываться на метод физикаstrong геофизика изучение Земли физическими методами.геофизический.гелиогеофизика.физика литосферы.геотермия геотермика. гео...Идеографический словарь русского языка
  2. геофизика—англ. geophysics изучение физических особенностей Земли например магнетизма радиоактивности вулканических явлений и т.д. Применение геофизических знаний в археологии позв...Археологический словарь
  3. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы происходящие в е тврдых сферах а также в жидкой гидросфера и газовой атмосфера о...Большая советская энциклопедия
  4. геофизика—комплекс наук изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы происходящие в е тврдых сферах а также в жидкой гидросфера и газовой атмосфера оболочках. ...Большая Советская энциклопедия II
  5. геофизика—ж. geofisica Итальянорусский словарь. Синонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Большой итальяно-русский и русско-итальянский словарь
  6. геофизика—жGeophysik f аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Большой немецко-русский и русско-немецкий словарь
  7. геофизика—геофизика ж Geophysik fСинонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Большой немецко-русский и русско-немецкий словарь
  8. геофизика—ж.geofsica f...Большой русско-испанский словарь
  9. геофизика—сущ. жен. рода только ед. ч.геофзикаот словаem геофизик сущ. муж. рода одуш....Большой русско-украинский словарь
  10. геофизика—ж. gophysique f...Большой русско-французский словарь
  11. геофизика—ж.gophysique f аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Большой французско-русский и русско-французский словарь
  12. геофизика—от гео.i и физика i комплекс наук изучающих физ. свва Земли в целом и физ. процессы происходящие в е тврдой литосфереi жидкой гидросфереi и газообразной атмосфере оболочк...Большой энциклопедический политехнический словарь
  13. геофизика—комплекс наук исследующих физическими методами строениеЗемли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках.Соответственно в геофизике выделяют физику т. н...Большой энциклопедический словарь II
  14. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизике выделяют...Большой энциклопедический словарь III
  15. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизике выделяю...Большой Энциклопедический словарь V
  16. геофизика—геофизика физика Земли комплекс наук изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы происходящие в е оболочках. Соответственно различаются физика тврдо...Географическая энциклопедия
  17. геофизика—Геофизика физика Земли комплекс наук изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы происходящие в е оболочках. Соответственно различаются физика тврдо...География. Современная иллюстрированная энциклопедия.
  18. геофизика—наука изучающая физ. явления и процессы которые протекают в оболочках Землиi и в ее ядре. Учитывая специфические особенности геосфер в отношении их структуры состава физ....Геологическая энциклопедия
  19. геофизика—от греч. ge Земля и physike основы естествознания a. geophysics н. Geophysik ф. geophysique и. geofisica комплекс наук исследующих физ. методами происхождение эволюци...Горная энциклопедия
  20. геофизика—комплекс наук исследующих физ. методами строение Земли е физ. свойства и процессы происходящие в е оболочках. Соответственно в Г. выделяют физику т. н. тврдой Земли сейсм...Естествознание. Энциклопедический словарь
  21. геофизика—гр. Земля природа комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизик...Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
  22. геофизика—гр. Земля природа комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизик...Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
  23. геофизика—и ж.em Комплекс наук о физических свойствах Земли и о происходящих в ней физических процессах.Синонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Малый академический словарь
  24. геофизика—. Совокупность научных дисциплин рассматривающих физические свойства и процессы Земли в целом ее литосферы гидросферы и атмосферы. К Г. относятся учение о силе тяжести гр...Метеорологический словарь
  25. геофизика—корень ГЕО корень ФИЗ суффикс ИК окончание А Основа слова ГЕОФИЗИКВычисленный способ образования слова Суффиксальный ГЕО ФИЗ ИК А Слово Геофизика содержит след...Морфемный разбор слова по составу
  26. геофизика—геофизика...Мұнай-газ терминдерінің орысша-қазақша сөздігі
  27. геофизика—ГЕОФИЗИКАstrong наука изучающая физические свойства Земли как единой системы. Частично связана с ХИМИЕЙ ГЕОЛОГИЕЙ АСТРОНОМИЕЙ СЕЙСМОЛОГИЕЙ МЕТЕОРОЛОГИЕЙ и многими другими...Научно-технический энциклопедический словарь
  28. геофизика—geophysics Наука изучающая физическое строение Земли ее твердой жидкой и газообразной оболочек. Основным методом геофизики является изучение физических полей и процессов ...Нефтегазовая микроэнциклопедия
  29. геофизика—геофизика ж. Комплекс научных дисциплин изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы происходящие в ее твердой жидкой и газовой оболочках геосферах....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
  30. геофизика—геофизика геофизика и...Орфографический словарь
  31. геофизика—u ж аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Орфографический словарь русского языка
  32. геофизика—gophysique f...Политехнический русско-французский словарь
  33. геофизика—геофизика геофизики геофизики геофизик геофизике геофизикам геофизику геофизики геофизикой геофизикою геофизиками геофизике геофизиках...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
  34. геофизика—Орфографическая запись слова геофизика Ударение в слове геофизика Деление слова на слоги перенос слова геофизика Фонетическая транскрипция слова геофизика [гиафизк] Хара...Полный фонетический разбор слов
  35. геофизика—геофизика иСинонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русский орфографический словарь
  36. геофизика—Ж мн. нет geofizika yer krsinin fiziki xasslrindn v onda ba vern fiziki hadislrdn bhs edn elm....Русско-азербайджанский словарь
  37. геофизика—geophysics геофизика ж.ugeophysicsпромысловая геофизика well logging аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-английский политехнический словарь
  38. геофизика—геофизика ж.igeophysics...Русско-английский словарь
  39. геофизика—геофизика ж. geophysics....Русско-английский словарь II
  40. геофизика—geophysics...Русско-английский словарь по нефти и газу
  41. геофизика—ж. геофизика высоких энергий прикладная геофизика теоретическая геофизика ядерная геофизика...Русско-английский словарь по физике
  42. геофизика—geophysics...Русско-английский словарь по электронике
  43. геофизика—geophisics geophysics промысловая геофизикаСинонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-английский технический словарь
  44. геофизика—Геафзка...Русско-белорусский словарь
  45. геофизика—геафзка жен.i...Русско-белорусский словарь II
  46. геофизика—геафiuзiка кi...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
  47. геофизика—геафiзiка кi...Русско-белорусский физико-математический словарь
  48. геофизика—геофи аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-ивритский словарь
  49. геофизика—ж. geofisica f...Русско-итальянский политехнический словарь
  50. геофизика—геофизика жер шарыны атты сйы жне газ трзд абытарында болатын процестерд тексеретн физика ылымыны бр тарауы...Русско-казахский словарь
  51. геофизика—ж. геофизика физиканын бир тармагы жер шарын изилдд физикалык методдорду колдонуучу илимдердин жыйындысы....Русско-киргизский словарь
  52. геофизика—dqi wlxueСинонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-китайский словарь
  53. геофизика—eofizika...Русско-латышский словарь
  54. геофизика—геофизикаж ....Русско-новогреческий словарь
  55. геофизика—geofysikk аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-норвежский словарь
  56. геофизика—...Русско-персидский словарь
  57. геофизика—жgeofsica f аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-португальский словарь
  58. геофизика—Геофизикаelimu ya fizikia ya Ardhi...Русско-суахили словарь
  59. геофизика—jeofizik jeofizik yer fizii аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-турецкий словарь
  60. геофизика—jeofizik yerdoabilimi yer fizii...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
  61. геофизика—наук. физ. геофзика разведочная геофизика ядерная геофизика Синонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Русско-украинский политехнический словарь
  62. геофизика—geofyzika...Русско-чешский словарь
  63. геофизика—.strong geofsika.strong maa fsika...Русско-эстонский словарь
  64. геофизика—геофизика аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
  65. геофизика—геофизика и Синонимы аэрономия климатология метеорология наука сейсмология...Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
  66. геофизика—ГЕОФИЗИКА греч. ge земля и physikos физика. Учение о физических процессах внутри земли. Словарь иностранных слов вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н. ГЕОФИЗИ...Словарь иностранных слов русского языка
  67. геофизика—геофизика сущ. колво синонимов аэрономия климатология метеорология сейсмология Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы аэрономия климатология метеорология...Словарь синонимов II
  68. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук исследующих физическими методами строение физические свойства Земли и процессы происходящие в ее оболочках. В геофизике выделяют физику Земли сейс...Современная энциклопедия
  69. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизике выделяют...Современный энциклопедический словарь
  70. геофизика—геофизика [си. а.] комплекс наук о земле в целом в физ. процессах происходящих в твердой земле литосфере гидросфере атмосфере я магнитосфере в геофизику входят также гра...Толковый словарь иностранных слов
  71. геофизика—ГЕОФИЗИКА геофизики мн. нет ж. от греч. ge земля и слова физика науч. Совокупность дисциплин применяющих физические методы к изучению земного шара....Толковый словарь русского языка II
  72. геофизика—ГЕОФИЗИКА ж. Комплекс научных дисциплин изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы происходящие в ее твердой жидкой и газовой оболочках геосферах....Толковый словарь русского языка
  73. геофизика—Ударение в слове геофизикаУдарение падает на букву иБезударные гласные в слове геофизика...Ударение и правописание
  74. геофизика—Rzeczownik геофизика f geofizyka f...Универсальный русско-польский словарь
  75. геофизика—геофизика геофизики геофизики геофизик геофизике геофизикам геофизику геофизики геофизикой геофизикою геофизиками геофизике геофизиках Источник Полная акцентуированная па...Формы слова
  76. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук изучающих физические свойства Земли и процессы происходящие в ее оболочках. dd Экологический энциклопедический словарь. Кишинев Главная редакция ...Экологический словарь
  77. геофизика—комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизику выделяют физику та...Экология человека. Понятийно-терминологический словарь
  78. геофизика—ГЕОФИЗИКА комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли ее физические свойства и процессы происходящие в ее оболочках. Соответственно в геофизике выделяю...Энциклопедический словарь естествознания
  79. геофизика—Наука о физических процессах и связанных с ними явлениях происходящих в твердой жидкой и газообразной оболочках Земли. Сюда относится учение о гравитационном и магнитном ...Энциклопедия Большой научной библиотеки
  80. геофизика—ГЕОФИЗИКАкомплекс наук исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твердой Земли земную кору мантию жидкое внешнее и твердо...Энциклопедия Кольера II
  81. геофизика—комплекс наук исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твердой Земли земную кору мантию жидкое внешнее и твердое внутрен...Энциклопедия Кольера