Геофизика

Из Википедије, слободне енциклопедије
Сунце утиче на генерисање електричних струјања у јоносфери

Геофизика (грч. γή = Земља, грч. φυσικά = својство, природа) је научна дисциплина која проучава физичка својства Земљине унутрашњости. Геофизика проучава физичка поља Земље (гравитационо, магнетно, електрично) и њихову међусобну интеракцију, као и физичка својства која условљавају кретање сеизмичких таласа, кретање електричне струје, формирање магнетно-телурског поља, итд. Примењена геофизика је научна дисциплина која проучава састав и структурну грађу земљине коре ради проналажења разних минералних сировина као што су лежишта нафте, угља, термалне воде идр.

Геофизичари се баве испитивањем природних феномена и њихове повезаности у земљиној унутрашњости. Ти природни феномени су: земљино магнетско поље, топлотна кретања, ширење сеизмичких таласа и гравитационе силе.

Шире схваћена, геофизика подразумева и студију космичких феномена који утичу на појаве на Земљи — космичку радијацију и сунчеву радијацију (тзв. сунчев ветар).

Зависно од тога које се физичко поље изучава постоје следеће геофизичке методе:

  • сеизмичке
  • геоелектричне
  • геомагнетска
  • гравиметријска
  • радиоактивна
  • геотермална и др.

Историјат[уреди]

Прва сазнања о магнетизму су стечена још у 7. веку пре нове ере. В. Гилберт 1600. године, у својој књизи De Magnete, повезује узроке магнетизма са Земљом. Први научник, који је математички доказао да је извор Земљиног магнетског поља у унутрашњости Земље, био је Фридрих Гаус. Он је извео формуле, на основу којих је могуће израчунати све компоненте магнетског поља Земље, на било којој тачки Земљине површи.

1672. године, француски астроном Жан Рише је дошао до открића да постоје различите јачине силе Земљине теже зависно од места на земљиној површини. Француски научник Пјер Буге је успоставио многе основне гравиметријске релације, везане за промену гравитационог убрзања са надморском висином и географском ширином. Хенри Кавендиш је први употребио торзиону вагу да би утврдио силу привлачења између две масе. Гравиметријске методе почињу да се употребљавају за истраживање нафте већ 1914. године. Гравиметрија је прва геофизичка метода која је успешно примењена у истраживању лежишта нафте.

Прва научна сазнања о земљотресима почивају на геофизичким мерењима.

Гравиметрија[уреди]

Гравиметрија је дисциплина геофизике која се бави проблемом мерења и одређивања величина везаних за гравитационо поље Земље. Ово мерење односи се на убрзања Земљине теже или разлике тог убрзања, хоризонталне градијенте убрзања Земљине теже (његове промене на јединицу дужине у хоризонталној равни) и величине које одређују закривљеност еквипотенцијалне површи силе Земљине теже.

Методе мерења убрзања Земљине теже деле се на динамичке и статичке; прве за одређивање те величине користе кретања која се врше под дејством силе теже (осцилације клатна, слободан пад); друге се заснивају на посматрању равнотеже између силе теже и неке еластичне силе, при чему се користе гравиметри. Сама мерења могу да буду апсолутна и релативна - прва дају убрзање теже на једној тачки (на основу одређивања периоде клатна), помоћу других се, у данашње време, добија разлика убрзања теже помоћу две тачке (на основу мерења гравиметром).

Геомагнетизам[уреди]

Геомагнетизам је област геофизике, чији је предмет проучавање геомагнетског поља и феномена који су у узрочној вези са њим. Обухвата проучавање процеса магнетизације стена под дејством геомагнетског поља, као и стабилност таквих врста магнетизације.

Основу савременом проучавању геомагнетских феномена поставио је Фридрих Гаус, који је и доказао да се геомагнетско поље може приказати полиномом, чији чланови представљају поља фиктивних дипола или мултиполова.

Проучавања у домену геомагнетизма врше се терестричким, аеромагнетским или сателитским мерењима елемената/компонената геомагнетског поља, на основу којих се израђују геомагнетске карте, док се транзитни феномени региструју на геомагнетским опсерваторијама и секуларним станицама. Узајамна веза геомагнетских феномена и активности Сунца проучава се у домену магнетотелурских и јоносферских проучавања. Упознавање карактера геомагнетског поља у блиској историјској прошлости предмет је археомагнетских проучавања, док се у области палеомагнетизма врше проучавања о његовом карактеру у току геолошке историје.

Развој проучавањња у домену геомагнетизма довео је до разраде методолошких поступака намењених истраживањима магнетичних тела и проналажењу геолошких структура применом метода геомагнетских испитивања, као дисциплине примењене геофизике.

Геоелектрика[уреди]

Геоелектричне методе заснивају се на мерењу потенцијала електричног поља Земље, било природног, било вештачки изазваног, и тумачењем мерених вредности разликама у отпорности делова полупростора, самим тим и разликама у геолошкој грађи полупростора. Поступци, који се примењују у геоелектричној методи, деле се на основу тога да ли проучавају природно или вештачки изазвано електрично поље. Поступци који мере јачину телурских струја, којим се мери однос пада потенцијала или сопствени електрични потенцијал, мере јачину потенцијала природног електричног поља. Поступци који користе вештачки изазвано електрично поље, чешће се примењују приликом истраживања у геологији. Том приликом користе се следећи поступци: геоелектрично сондирање, геоелектрично картирање, геоелектрично скенирање, итд.

Сеизмика[уреди]

Геофизичка испитивања терена применом сеизмичких метода изводе се понајвише у циљу истраживања лежишта нафте, затим за потребе инжењерско - геолошких испитивања терена, као и при решавању појединих специфичних проблема из осталих домена геологије. Посебан значај имају при истраживању дубоких делова Земљине коре и одређивању њене дебљине. Интерпретација резултата сеизмичких испитивања превасходно је квантитативна и даје најпоузданије бројне податке о грађи Земље, који се применом геофизичких метода могу да добију. Сеизмичка испитивања изводе се на копну и мору.

Литература[уреди]

  • American Geophysical Union (2011). „Our Science“. About AGU Приступљено September 2011. 
  • „About IUGG“. 2011 Приступљено September 2011. 
  • „AGUs Cryosphere Focus Group“. 2011 Приступљено September 2011. 
  • Bozorgnia Yousef, Bertero Vitelmo V. (2004). Earthquake Engineering: From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering. CRC Press. ISBN 978-0-8493-1439-1. 
  • Chemin Jean-Yves, Benoit Desjardins, Isabelle Gallagher, Emmanuel Grenier (2006). Mathematical geophysics: an introduction to rotating fluids and the Navier-Stokes equations. Oxford lecture series in mathematics and its applications. Oxford University Press. ISBN 0-19-857133-X. 
  • Davies, Geoffrey F. (2001). Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection. Cambridge University Press. ISBN 0-521-59067-1. 
  • Dewey James, Perry Byerly (1969). „The Early History of Seismometry (to 1900)“. Bulletin of the Seismological Society of America 59 (1): 183-227. 
  • Defense Mapping Agency (1984) [1959]. „Geodesy for the Layman“. National Geospatial-Intelligence Agency Приступљено September 2011. 
  • Erastothenes (2010). Eratosthenes' "Geography". Fragments collected and translated, with commentary and additional material by Duane W. Roller. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-14267-8. 
  • Fowler, C.M.R. (2005). List of important publications in geology#The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics (2 ed.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-89307-0. 
  • „GRACE: Gravity Recovery and Climate Experiment“. University of Texas at Austin Center for Space Research. 2011 Приступљено September 2011. 
  • Hardy Shaun J., Goodman Roy E. (2005). „Web resources in the history of geophysics“. American Geophysical Union Приступљено September 2011. 
  • Harrison R. G., Carslaw K. S. (2003). „Ion-aerosol-cloud processes in the lower atmosphere“. Reviews of Geophysics 41 (3): 1012. Bibcode 2003RvGeo..41.1012H. DOI:10.1029/2002RG000114. 
  • Kivelson Margaret G., Russell Christopher T. (1995). Introduction to Space Physics. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-45714-9. 
  • Louis J. Lanzerotti, Giovanni P. Gregori (1986). „Telluric currents: the natural environment and interactions with man-made systems“. In Geophysics Study Committee, Geophysics Research Forum, Commission on Physical Sciences, Mathematics and Resources, National Research Council. The Earth's Electrical Environment. National Academy Press. стр. 232-258. 
  • Lowrie William (2004). Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-46164-2. 
  • Merrill Ronald T., McElhinny Michael W., McFadden Phillip L. (1996). The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle. International Geophysics Series. 63. Academic Press. ISBN 0-12-49125-1. 

Спољашње везе[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Геофизика