فيزياء الأرض

عودة للموسوعة

فيزياء الأرض

فهم فيزياء الأرض أوالجيوفيزياء Geophysics هوأحد فروع علوم الارض ويهتم بدراسة باطن الارض عن طريق دراسة التباين بين الخصائص الفيزيائية فيها مثل اختلاف درجات قوة وشدة الخصائص المغناطيسية والمقاومية والجاذبية وغيرها من الخصائص الفيزيائية الأرضية، وعن طريق هذا الفهم تم استكشاف محتويات الارض الداخليه مثل النواة والقشرة ، كما يساعد هذا الفهم على استكشاف المياه الجوفيه ومتابعه حركه النفط وهجرته ومصادر الغاز الطبيعي .

الجيوفيزياء أوفهم طبيعة الأرض هوفهم يعتمد على طرق معينه لاسكتشاف باطن الارض (الخصائص الفيزيائية للارض) والتعهد على الطبقات تحت السطحية من خلال عدة طرق مثل الطرق الزالزاليه والمغناطيسية والكهربائية ويعتبر فهم استكشافي لما تحت الارض ويفيد في استكشاف البترول واستكشاف المياه .. بالاضافة إلى رصد الزلازل باستخدام اجهزة قياس فيزيائية.

فمثلا في استكشاف النفط نستخدم الطرق السيزمية(الزلزالية) من خلال ارسال موجات (تفجير )الي باطن الارض واستقبالها علي السطح بواسطة مجسات تحدد زمن وصول الموجة المستقبلة ومن ذلك توخذ هذة البيانات وتحلل لتعطينا رسم مبتري لطبقات الارض التحت سطحية ومن خلال سرعة الموجات الاولية في الطبقات نستطيع تحديد اماكن البترول والغاز الطبيعي.

تعريف

هوالفهم الذي يفهم الظواهر الأرضية، من حيث نشأتها وتغيراتها الزمانية والمكانية وعلاقاتها بالظواهر الكونية، وخاصة ظواهر الشمس والقمر.

من الظواهر الجيوفيزيائية الأرضية ما يدمر، مثل الهزات الأرضية والانفجارات البركانية والأمواج البحرية الهائلة (التي تُعزى إلى حدوث الزلازل) والتي يصطلح على تسميتها في اليابان (تسونامي) tsunami والأعاصير، ومنها ما جميل كالشفق القطبي aurora والانعكاسات المتعددة الأشكال للأشعة الشمسية على بلورات الجليد، أوقطرات المياه في الجو، وكالسراب وغيرها.

تؤثر هذه الظواهر في الحياة، وبأشكال عدة، مما جعلها، منذ القدم موضع درس واهتمام كبيرين. إذ قدَّم أرسطو، قبل ما يزيد على 2200 سنة، أول عرض لهذه الظواهر في كتابه «فهم الظاهرات الجوية أوالأنواء أوالطقس» meteorology. كما التفت، منذ أوائل القرن التاسع عشر، الفيزيائيون والرياضيون مثل غوص Gauss وويبر Weber وفهماء الجيوديسيا (فرع من الرياضيات التطبيقية) وهوأساس المساحة المستوية والمساحة العقارية والجغرافية والجيولوجية، إلى الأبحاث الجيوفيزيائية الأرضية، حيث أحدث أول قسم خاص بالجيوفيزياء في جامعة غوتينغن Goetingen في ألمانية قبل أكثر من مئة سنة.


استخدامات فهم الجيوفيزياء

  1. - استكشاف النفط والغاز والمعادن والماء.اههميتهافي مجالات البيئة
  2. - في الرصد الزلزالي وتحديد مواقع الهزات.
  3. - في الاعمال الهندسية لفهم منسوب المياة وكذلك فهم عمق طبقة صخور الاساس لانشاء المباني وبديل عن عن عمليات الحفر الهندسية لفهم نوعية الطبقات ومكوناتهاوكذلك التكهفات في الطبقات.
  4. - مراقبة ابار النفط والغاز.
  5. - لفهم اي تمديدات تحت سطحية مجاري مياة اوصرف صحي .
  6. - في علوم الفضاء. كما تستخدم لتحديد نوعية المياه الجوفية بناء على استدلالات معينة، ولكل نوع من الاعمال المسحية يستخدم طريقة جيوفيزيائية معينة تناسبه. مثلا: أفضل طريقة لاستكشاف المياه الجوفية هي الطريقة الكهربية بكل انواعها، وهي كيفية تعتمد على توصيل الطبقات للتيار الكهربي اومقاومته، فحدثا كانت الطبقات جافة اومتوسطة اوشديدة الجافة تزداد مقاومتها تبعا لذلك أما اذا كانت مبللة بالمياه فان مقاومتها تقل تبعا لذلك اعتمادا علي درجة الملوحة ي الماء (الايونات السالبة والموجبة المذابة) فحدثا كانت الموصلية عالية فهذا مرشد على قلة المقاومة وهذا بالتالي يعني نوعية مياه عالية الملوحة لأن العلاقة بين الايونات المذابة والموصلية علاقة طردية.

أما انسب الطرق لاستكشاف النفط فهي الطريقة الزلزالية لأن لها عمق اختراق بعيد جدا ولها نتائج دقيقة كما انها اسرع في المسح، أما بالنسبة للمعادن فتستخدم المسوحات المغنيسية والكثافة اوالثنطقة اوالطرق الشعاعية. وهناك جانبان لاعمال المسح الجيوفيزيائي؛ الجانب الحقلي: وهوعملية جمع البيانات من الحقل ، والجانب الاخر هوالجانب المخطي: وهومختص بعملية استخلاص النتائج والاستقراء وكتحابة التقرير النهائي.

أبحاث

إلى غير ذلك أولت الجامعات ومراكز البحوث الفهمية اهتماماً متزايداً بالظواهر الجيوفيزيائية المتنوعة عبر الرصد المستمر لجميع حقول الأرض الفيزيائية والميكانية، وبشكل يغطي تام سطح الأرض، اليابسة والمحيطات، وغلافها الجوي، بهدف التعرُّف على بنية الأرض وهجريبها، والإفادة المثلى من ثرواتها، والحفاظ على الحياة فوقها. وتعتمد الجيوفيزياء في ذلك على العلوم الفيزيائية والرياضية، وعلى الإلكترونيات والحوسبة ومعاملة المعطيات إحصائيا، وعلى الجيولوجية والجيوكيمياء والجغرافية وفهم الفلك (يبين المخطط المرفق علاقة الجيوفيزياء بهذه العلوم). وبهذا كانت الجيوفيزياء ولا تزال، تقدم خدمات عملية هامة، بل حياتية، لبني البشر، أهمها:

مكان المخطط

- درء أوتخفيف المخاطر الطبيعية: كالطوفانات البحرية والأعاصير، والزلازل والبراكين، ويتخصص في ذلك فهم الجيوفيزياء العامة أوالكونية.

- استكشاف الموارد والثروات الأرضية الباطنية: كالنفط والغاز والمياه الجوفية والمعادن والأحجار الثمينة ومواد البناء ومصادر الحرارة الجوفية، والآثار الإنسانية المطمورة وهي من اختصاص فهم الجيوفيزياء التنقيبية.

- تقديم البيانات اللازمة لتحقيق السلامة في النسيج العمراني للمدن والحواضر السكنية وشبكات الطرق والسكك الحديدية وشبكات نقل الطاقة الكهربائية وأنابيب نقل النفط والغاز والمياه وتقوم بذلك الجيوفيزياء الهندسية.

- تقديم البيانات والمسوحات اللازمة للحفاظ على سلامة البيئة، مـن حـيث ترشيد استخدامات التربة والمياه وحسن التعامل مع النفايات الصناعية والبشرية وتقوم بذلك الجيوفيزياء البيئية.

فيزياء الأرض

الجيوفيزياء التطبيقية أوالتنقيبية

تهتم الجيوفيزياء التطبيقية باستعمال التقانات الجيوفيزيائية المتنوعة بغرض البحث عن التراكيب أوالبنى الجيولوجية وعن الثروات الباطنية (نفط وغاز ـ فلزات ـ مياه جوفية) المرتبطة بها. ترصد الجيوفيزياء التطبيقية الشذوذات anomalies المحلية الناجمة عن عدم تجانس البنية الأرضية، المرتبط عادةً بوجود مكمن معدني أومائي، أوالمشير إلى بنية جيولوجية معينة، قد تحتوي على النفط أوالغاز. ويـمكن حتى تتم الـمسوح الجيـوفيزيائـية اللازمـة للاستكشاف من الجو، فتسمى بالجيوفيزياء الجوية aero geophysics أومن على سطح الأرض فتسمى بالجيوفيزياء السطحية surface geophysics، أوفي المناجم والآبار وتسمى بالجيوفيزياء تحت السطحية subsurface geophysics أوالجيوفيزياء البئرية geophysical well logging. وقد تبلورت مع الزمن الطرائق الجيوفيزيائية الآتية والتي تَستَخدمها، مفردة أومشهجرة بحسب المسألة المطروحة، شركات المسح الجيوفيزيائي المتخصصة:

- الجاذبية الأرضية gravimetry

- المغنطيسية الأرضية geomagnetics

- الكهربائية الأرضية geoelectrics

- الزلزالية seismics

- الحرارة الأرضية geothermics

- كثافة الطاقة الإشعاعية radiometrics

فروع الجيوفيزياء

تنقسم الجيوفزياء إلى فرعين رئيسيين الجيوفزياء الداخلية والجيوفزياء الخارجية


الجيوفزياء الداخلية

تدرس سطح وباطن الارض واختصاصاتها هي.

  • فهم جيولوجيا النفط, استكشاف النفط والغاز والمعادن.
  • فهم الزلازل, في الرصد الزلزالي وتحديد مواقع الهزات.
  • في الاعمال الهندسية لفهم منسوب المياة وكذلك فهم عمق طبقة صخور الاساس لانشاء المباني وبديل عن
  • جيولوجيا المياه
  • جيولوجيا البحار
  • فهم المعادن

الجيوفزياء الخارجية

الجيوفزياء الخارجية تهتم بدراسة:

  • فهم المناخ.

الطرق الجيوفيزيائية

  • التثاقلية
  • الكهربية
  • الزلزالية
  • المغناطيسية


الكيفية التثاقلية Gravity method

تعتمد علي استنتاج التباين في المواد الموجوده في باطن الارض بناء علي الاختلاف في الكثافة للمادة فحدثا كانت المادة ذات كثافة اعلى حدثا كانت قرائه قيمة التثاقلية أكبر.


الطريقة الكهربية Electric method

تعتمد هذه الطريقه علي اكتشاف التباين في ما موجود تحت سطح الارض subsurface اعتمادا علي الاختلاف مقاومة جميع ماده "اوميجا" اوبالادق تعتمد علي المقاومة النوعية " وهي المقاومة التي يلقاها تيار كهربي شدته واحد أمپير عند مروره في سلك من المادة طوله واحد متر ومساحه مبتره الوحدة"

عند مرور تيار كهربي في الماء فعند قراءة المقاومة نجدها منخفضة, اما في حالة انقد يكون ما تحت الارض فحم مثلا اوهيدروكربون فانها يقاوم التيار الكهربي ونسجل قراءة مرتفعة هذا التباين وما يعكسه من دلائل يعطينا فكره اولية عن ما تحت الارض.

ومن أشهر الطرق المستخدمة طريقة شلومبرگر وطريقة ڤينر وهي طرق مستخدمة في البحث والاستكشاف.

مجالات الجيوفيزياء

يضم نشاط الجيوفيزياء مجالين مهمين، هما: غلف الكرة الأرضية الثلاثة، الغلاف الغازي والمائي والصخري، والظواهر الفيزيائية الفلكية المرتبطة بالمجموعة الشمسية والكون (انظر المخطط المرفق - النصف العلوي). ويعتمد تحقيق ذلك على تعاون فهمي دولي واسع نظراً لشمولية هذه الظواهر.

ففيما يتعلق بالغلاف الغازي، تبحث الجيوفيزياء في طبقات الجوالمتنوعة، وتدرس مسببات تشكّلها وفوائدها والمخاطر الناتجة من الإخلال بتوازنها، مثلاً: طبقة الأوزون والغلاف المتأين (الإيونوسفير) أوالغلاف المتطبِّق (الستراتوسفير) المؤثرة في فهم الظواهر الحيوية.

وتبحث الجيوفيزياء من الغلاف المائي ما له علاقة بفهم المحيطات oceanography وفهم المياه العذبة limnology والجليديات glaciology، كما تعالج الغلاف الصخري lithosphere وكل ما له علاقة بالصخور وهجريبـها العام بعـد تـبرُّدها وتحوُّلها إلى طبقات متحدة المركز، بعمل الحملان الحراري (الغليان) والتمايز الكثافي، مكونة القشرة الخارجية والمعطف أووشاح الأرض earth mantle والنواة الخارجية والداخلية outer & inner core للأرض.

وتتوجه الجيوفيزياء العامة نحودراسة نشأة الكرة الأرضية وعلاقتها بالقمر وبالمجموعة الشمسية، وترصد حقول الأرض الطبيعية، مثل:

- الجاذبية وتغيّراتها الزمانية الناتجة من جذب الشمس والقمر والكواكب الأخرى، والشذوذات المكانية الرئيسة فيها، التي تكشف الانزياحات والانقطاعات البنيوية الكبيرة (تكتونية الصفائح plate tectonics).

- الحقل المغنطيسي الأرضي: من حيث النشأة والظواهر المرتبطة به والتغيرات اليومية والسنوية وعلاقاتها بالبقع الشمسية (تغيرات شمسية) والمد والجزر (تغيرات قمرية).

- النشاط الزلزالي للأرض وطريقة بناء الكرة الأرضية، ومناطق انتشار البراكين والخطوط البنيوية العامة للأرض، وإمكانية التنبؤ بحدوث الزلازل وانفجار البراكين.

- الميزانية الحرارية للكرة الأرضية: وتضم تغيرات الحقل الحراري الأرضي وتأثرها بهجريب الأرض العام، إضافة إلى دراسة التيارات الكهربائية الأرضية telluric currents وعلاقتها بكهربية طبقات الجوالدنيا atmospheric electricity.

- أما في إطار دراستها للظواهر الفيزيائية الفلكية المرتبطة بالمجموعة الشمسية والكون، فتهتم الجيوفيزياء بـ:

- فيزياء الشمس: وهي تعالج تفاعلات (البقع الشمسية، والإشعاعات متعددة الطيوف، والمقذوفات المتفرقة) وآثارها على كوكب الأرض وغلافه الجوي بخاصة وعلى حقوله الفيزيائية بوجه عام.

- فيزياء القمر وحركته، وأثر ذلك في حقلي الأرض الجاذبي والمغنطيسي (مد وجزر) واستقرار مدار الأرض حول الشمس، والحفاظ على البيئة الملائمة للحياة على وجه الأرض.

- ظاهرتي الخسوف والكسوف وغيرها من الظواهر المرتبطة بارتصاف الكواكب في أثناء حركتها في مداراتها حول الشمس.

- اقتراب المذنبات والكويكبات من كوكب الأرض وسقوط النيازك والشهب عليه.

- النجوم والمِجَرّات المحيطة بالمجموعة الشمسية.

وتعتمد في جميع ذلك على الفيزياء الفلكية astro-physics وعلى معطيات المراصد الفلكية والجيوفيزيائية، الوطنية والدولية.


التعاون الدولي في البحوث الجيوفيزيائية

تحتاج الدراسة الحقلية للظواهر الجيوفيزيائية المذكورة إلى نقاط مراقبة ورصد تنتشر على تام سطح الكرة الأرضية، في الجووعلى اليابسة وعلى سطح البحر، مما يستلزم تعاوناً دولياً فعالاً، يتمثل حالياً بالاتحاد الدولي للجيوديزياء والجيوفيزياء International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) ولجـانه الوطنية National Committees (NC).

يتفرع الاتحاد الدولي للجيوفيزياء إلى سبع مجموعات فرعية : للمساحة (الجيوديزياء) والزلازل والأنواء ومغنطيسية الأرض وعلوم البحار والبركنة والهدرولوجيا. كما تتبع له عدة خدمات دائمة، هي:

- مخط التوقيت الدولي International Time Bureau في باريس.

- مخط مراقبة النشاط الشمسي.

- مخط مراقبة الأوزون بالأدلة المغنطيسية.

- الكتاب السنوي للزلازل ومراكز تنسيق التعاون الفهمي بين شبكات الرصد الزلزالي الوطنية.

في حين تتبع البحوث الجيوفيزيائية، التي تستخدم الأمواج الراديوية في دراسة طبقات الجوالعليا، لاتحاد العلوم الراديوية URST.

انظر أيضاً

  • American Geophysical Union
  • Environmental and Engineering Geophysical Society
  • European Geosciences Union
  • Canadian Geophysical Union
  • Society of Exploration Geophysicists
  • Important publications in geophysics (geology)
  • Important publications in geophysics (physics)
  • ديناميكا الموائع

المصادر

  • الموسوعة العربية

وصلات خارجية

  • USGS Geomagnetism Program
  • Case studies from TerraDat Geophysics documenting the use in shallow engineering and environmental applications
تاريخ النشر: 2020-06-04 10:00:05
التصنيفات: جيولوجيا فيزيائية, فيزياء

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

فرنسا.. مطالبات حقوقية بإعادة عاجلة للفرنسيين من مخيمات سوريا

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:17:10
مستوى الصحة: 75% الأهمية: 93%

السودان.. دفاع البشير يرفض مثوله أمام المحكمة الجنائية الدولية

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:17:07
مستوى الصحة: 93% الأهمية: 93%

زيمبابوي ترغب في عقد مباحثات سياسية مع مصر «قريباً»

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:06
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 67%

ننشر مواعيد غلق المحال التجارية اليوم السبت

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:04
مستوى الصحة: 49% الأهمية: 63%

الائتلاف الوطني يدعو منح المصريين بالخارج حق استيراد السيارات 

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:09
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 58%

مواعيد غلق وفتح الورش والأعمال الحرفية اليوم السبت 27 أغسطس

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:03
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 55%

هبوط اضطراري لطائرة ركاب في أثينا كانت متجهة من بيروت إلى لندن

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:17:05
مستوى الصحة: 92% الأهمية: 85%

حكاوى التريند | مي عز الدين والجاسمي وتنسيق كلية التمريض الأكثر بحثا

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:01
مستوى الصحة: 57% الأهمية: 51%

تعرف على مواعيد غلق وفتح المطاعم والكافيهات اليوم السبت

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:05
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 52%

البيئة: مصر ستركز على 7 موضوعات رئيسية خلال قمة المناخ القادمة

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:18:59
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 55%

رئيس الوزراء يصل تونس لحضور اجتماعات «قمة تيكاد» الثامنة

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:00
مستوى الصحة: 46% الأهمية: 56%

طهران: لا خيار أمام واشنطن وأوروبا سوى قبول الاتفاق النووي

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:17:09
مستوى الصحة: 80% الأهمية: 95%

الائتلاف الوطني يشيد بقرارات محافظ البنك المركزى

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:10
مستوى الصحة: 55% الأهمية: 62%

العراق.. مقتل عسكري بانفجار استهدف دورية للجيش

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:17:07
مستوى الصحة: 78% الأهمية: 87%

البيت الأبيض يصف بعض أنصار ترامب بـ «الفاشيين»

المصدر: بوابة أخبار اليوم - مصر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:18:58
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 63%

بنعبد الله يعتبر استقبال قيس سعيد لإبراهيم غالي تصرف عدائي ومرفوض

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:15
مستوى الصحة: 64% الأهمية: 72%

طقس السبت..زخات مطرية مصحوبة برياح قوية بعدد من مناطق المملكة

المصدر: الأيام 24 - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-08-27 03:19:12
مستوى الصحة: 64% الأهمية: 75%

تحميل تطبيق المنصة العربية