Geophysik

Geophysik ist die Wissenschaft von den physikalischen Eigenschaften und Prozessen der Erde. Sie zielt darauf ab, Struktur, Zusammensetzung, Thermik, Magnetismus, Gravitation und Dynamik des Erdinneren sowie der Erdoberfläche zu beschreiben und zu erklären. Geophysikalische Erkenntnisse dienen der Modellierung geologischer Randbedingungen, der Ressourcenbewertung, dem Umwelt- und Risikomanagement sowie der Geodynamik.

Zu den zentralen Methoden gehören die seismische Geophysik, Gravimetrie, magnetische Geophysik, elektrische und elektromagnetische Verfahren sowie bodenbasierte Radar- bzw. Georadar-Messungen. Seismische Geophysik nutzt die Ausbreitung von Erdbeben- und künstlich erzeugten Wellen, um Strukturen zu charakterisieren. Gravimetrie misst feine Unterschiede im Gravitationsfeld, magnetische Geophysik entdeckt magnetische Anomalien im Erdmagnetfeld, elektrische Geophysik erfasst Leitfähigkeiten, elektromagnetische Verfahren erfassen zeitabhängige Felder. GPR liefert Aufschlüsse in der oberen Erdschicht. Die Ergebnisse werden durch Inversion, Vorwärtsmodellierung und Multimodell-Fusion interpretiert.

Anwendungsfelder umfassen Erkundung von Rohstoffen (Öl, Gas, Mineralien), Geotechnik (Grundbau, Stabilität von Hängen), Hydrogeologie (Grundwasser) und Geothermie, Vulkanologie, Umweltgeophysik (Kontaminations- und Oberflächenwasser) sowie Naturgefahrenüberwachung (Erdbeben, Bodenbewegungen).

Historisch entwickelte sich die Geophysik aus der Geologie und Physik; frühe Experimente nutzten Schwerkraft- und Seismikbeobachtungen, während im 20. Jahrhundert die Entwicklung von Messgeräten, Rechenmethoden und internationalen Projekten die Disziplin stark voranbrachten. Heute ist Geophysik interdisziplinär, arbeitet eng mit Geologie, Ingenieurwesen, Fernerkundung und Klimaforschung zusammen.

Ausbildung und Forschung finden an Universitäten und in Forschungsinstituten statt; Geophysiker arbeiten in Forschung, Industrie und Behörden, etwa in der Rohstoff- und Geotechnikbranche, der Umweltüberwachung, der Geodäsie sowie in der Raum- und Planetengeophysik.