Geofísica

Geofísica é uma ciência voltada à compreensão da estrutura, composição e dinâmica do planeta Terra sob a ótica da física.1Consiste basicamente na aplicação de conhecimentos e medidas da física ao estudo da Terra, especialmente através dasísmica de reflexão e de refração, da gravidade, do magnetismo, da eletricidade, do eletromagnetismo e de métodos gamaespectométricos. O termo geofísica, algumas vezes, refere-se apenas às aplicações geológicas: o formato da Terra e seus campos gravitacional e magnético; estrutura interna e composição da Terra; dinâmica geológica e expressões nostectonismos, formação de magma, vulcanismos e formação de rochas. Existem, contudo, definições da geologia mais abrangentes que incluem o ciclo hidrológico; dinâmica dos fluidos dos oceanos e da atmosfera; eletricidade atmosférica e magnetismo na ionosfera e magnetosfera e a relação Sol-Terra, além de questões associadas à Lua e outros planetas.

Princípios dos Métodos Geofísicos

A Geofísica possui questões altamente interdisciplinares e possui contribuições para todas as ciências da Terra. Para mostrar claramente de como é "dividida" as áreas de conhecimento da geofísica, em especial da geofísica aplicada, esta seção descreve fenômenos físicos e como estes são relacionados à Terra.

Gravidade

A força gravitacional da Lua e do Sol geram a variação na altura das marés de forma regular. Essas variações nas marés são importantes em diversos ciclos naturais. A gravidade também faz rochas pressionarem outras rochas mais profundas, isso aumenta a densidade dessas últimas conforma a profundidade aumenta.

Medidas da aceleração e potencial gravitacionais na superfície da Terra e no subsolo podem ser usados na busca por depósitos minerais. O estudo do campo gravitacional provê informações sobre a dinâmica das placas tectônicas. A superfície geopotencial, chamada de geoide é uma das formas de definir o formato da Terra. O geoide é o formato que os oceanos teriam se houvesse apenas a influência da gravidade terrestre, isso é, na ausência de outras influência como ventos ou marés, assim, todos os pontos nessa superfície tem a mesma potência escalar, não há diferença potencial entre deles.

Na prospecção geofísica, a diferença de medida de gravidade entre dois pontos pode indicar um contraste de densidade de um corpo (anomalia gravimétrica) em relação a um mesmo meio, de forma que tal diferença pode indicar a presença de corpos mais densos (metais, por exemplo) ou corpos menos densos (domos salinos).

Decaimento Radioativo

O decaimento radioativo de isótopos do tório, potássio e urânio pode ser detectado através de determinados equipamentos e é a base de um dos métodos geofísicos de prospecção, uma vez que é possível relacionar o aumento da taxa de um dos canais de tais isótopos com uma determinada com a geologia do local.

Impedância

A impedância nada mais é que a dificuldade que uma onda possui para se propagar em um determinado meio. Quando há variação de impedância entre duas camadas, isso implica que uma onda acústica propagante poderá ser refletida, refratada ou absorvida, além de se propagar mais rapidamente ou não.

Este princípio é usado como base para a sísmica de reflexão e refração, fortemente utilizadas para a prospecção de óleo e gás, que mede os tempos de trânsito das ondas refletidas (ou refratadas) ao longo de vários meios e, assim, tenta-se criar uma imagem direta da subsuperfície. O tempo de trânsito é interessante porque uma onda acústica (gerada através de perturbações, como uma dinamite explodida no subsolo) terá diferente velocidades em diferentes meios: em um meio saturado, ela terá uma velocidade; se o meio tiver não-saturado, já haverá outra velocidade.

Outra consideração importante é que o tempo de trânsito das ondas permitiu à sismologia descobrir que o manto terrestre tem consistência pastosa e também a localização de epicentros/hipocentros de terremotos. Tal princípio também é utilizado por um equipamento geofísico chamado GPR (Ground Penetrating Radar ou Radar de Penetração no Solo) onde o mesmo emite uma onda eletromagnética (em comparação à onda acústica, usada para prospecção de recursos minerais) e, com base no mesmo princípio, é usado para a geofísica forense (busca de corpos, como mostrado em seriados como o Crime Scene Investigation - CSI) e de objetos que possam estar a uma distância rasa da subsuperfície (em geral, até 100 metros)

Condutividade Elétrica

Cada meio possui uma condutividade elétrica, de forma que a medição de tal condutividade através da aplicação de uma corrente no solo ou da medida de correntes geradas espontaneamente implica em uma forma poderosa para a detecção de recursos naturais como água ou minerais condutores de eletricidade.

Magnetismo

O estudo do magnetismo (em especial, do geomagnetismo) permitiu à geofísica descobrir que o oceano atlântico continua se expandindo e que o campo magnético terrestre se inverte de tempos em tempos, tudo isso através do padrão zebrado que existe na cordilheira meso-oceânica.

A modelagem do campo magnético terrestre - IGRF (International Geomagnetic Reference Field) - permite uma análise similar à realizada pelos métodos gravimétricos, onde a diferença entre o modelo previsto (IGRF) e o modelo medido indica uma anomalia magnética - e, naquela região, um possível alvo pode existir.

Eletromagnetismo (susceptibilidade magnética)

Trata da medida da capacidade que um determinado material possui de ficar magnetizado na presença de um campo magnético, normalmente através de indução.

Divisões

A Geofísica pode ser dividida de diversas formas (geofísica pura e geofísica aplicada, por exemplo), mas esta é uma das divisões genéricas existentes:

Geofísica Interna

Analisa a superfície e interior da Terra, fazendo parte os seguintes campos de estudo:

• Gravimetria - estudo do campo gravitacional terrestre;
• Geomagnetismo - estudo do campo magnético do planeta;
• Paleomagnetismo - estudo e descoberta das mudanças magnéticas da Terra em épocas remotas.
• Geotermometria - Estudo dos processos relacionados à propagação do calor no interior da Terra, especialmente os fenômenos de desintegrações radioativas e vulcanismo;
• Prospecção geofísica - geofísica aplicada à engenharia (ambiental, forense) e à prospecção de recursos naturais através dos conhecimentos obtidos dos outros campos de estudo.
• Sismologia/Sísmica - Estudo do interior da terra através de ondas elásticas.

Geofísica Externa

Estuda as propriedades físicas no entorno terrestre:

• Meteorologia - estudo da atmosfera e das alterações climáticas;
• Aeronomia - trata da investigação físico-química das camadas superiores da atmosfera.
• Geofísica Espacial - estudo da magnetosfera e interações do vento solar com o campo magnético terrestre.