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geofìsica

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Descrizione generale

sf. [sec. XX; geo-+fisica]. Scienza che studia i fenomeni fisici che si svolgono nell'atmosfera, sulla superficie e nell'interno della Terra. È detta anche fisica terrestre. Pur essendo una scienza autonoma, ha struttura eminentemente interdisciplinare, in quanto utilizza le osservazioni e i risultati di numerose discipline che studiano la Terra, quali l'astronomia, la geodesia, la geologia, la geochimica, la geografia fisica, oltre naturalmente alla fisica che fornisce le leggi generali, i metodi e gli strumenti per l'analisi e l'interpretazione dei diversi fenomeni. La geofisica si divide tradizionalmente in tre grandi rami: la geofisica della Terra solida o litofisica (la geofisica in senso stretto), la geofisica dell'atmosfera o aerofisica, la geofisica dell'idrosfera o idrofisica. Ogni ramo si suddivide poi in numerosi altri settori, riferentisi a problemi specifici, per esempio gravimetria, sismologia, vulcanologia, meteorologia, aeronomia, oceanografia, idrologia, glaciologia. Riguardo ai metodi d'indagine e allo scopo della ricerca, si suole dividere la geofisica in pura e applicata.

Geofisica pura

Studia le proprietà e le condizioni fisiche della Terra al fine di raggiungere un'approfondita descrizione dei fenomeni fisici nei loro aspetti generali e di interpretare le cause che li producono. Nella geofisica, diversamente da quanto avviene per altre discipline fisiche, i dati dell'osservazione prevalgono sui dati sperimentali: è infatti difficile, se non praticamente impossibile, riprodurre i fenomeni naturali che interessano la geofisica nella stessa scala, spaziale e temporale, in cui essi si manifestano; inoltre nei fenomeni naturali intervengono moltissimi e mutevoli elementi ambientali, non sempre noti o ripetibili in laboratorio. Un'altra caratteristica della geofisica è quella di dover interpretare alcune proprietà o fenomeni della Terra attraverso modelli teorici che non sempre sono costruiti con i dati dell'osservazione diretta: esempio tipico è la definizione del valore della densità dell'interno della Terra, per la quale si deve ricorrere a dati indiretti perché è impossibile arrivare materialmente oltre una certa profondità. Un modello si riterrà tanto più vicino alla realtà, quanto più numerosi saranno gli elementi naturali con esso spiegabili: nel caso citato si ipotizzano dei modelli nei quali si attribuiscono alla Terra densità crescenti verso il nucleo in modo che sia spiegabile la densità media terrestre (elemento noto), non vi sia contraddizione con la densità media delle rocce di superficie (elemento noto) e sia spiegabile l'andamento della velocità di propagazione delle onde sismiche (elemento noto). Il metodo d'indagine della geofisica pura è quindi essenzialmente quello di raccogliere il maggior numero possibile di elementi, di elaborarli matematicamente e di costruire modelli che, per successive approssimazioni, diano ragione dei fenomeni osservati. Si può quindi comprendere come la geofisica tragga vantaggio quando le ricerche e i dati osservati sono molto numerosi ed estesi a tutta la superficie terrestre. Per questo scopo ogni nazione crea una rete di stazioni geofisiche che lavorano in stretta collaborazione tra di loro e con gli osservatori geofisici di altri Paesi, spesso attuando programmi comuni. Un programma internazionale particolarmente interessante e vasto, includente tra l'altro la traversata dell'Antartide, è stato quello dell'Anno Geofisico Internazionale 1957-58. In Italia dal 1946 agisce l'Istituto Nazionale di Geofisica con il compito di programmare l'attività di tutte le stazioni della rete geofisica nazionale.

Geofisica applicata

Si propone di utilizzare le proprietà e i fenomeni fisici studiati dalla geofisica pura per scopi pratici; i suoi campi di applicazione sono molteplici; basti pensare alla possibilità dello sfruttamento dell'energia termica terrestre o alla conversione dell'energia dinamica delle maree in energia elettrica, alle indagini sulla natura del sottosuolo, agli studi sulla stabilità dei terreni, alle ricerche archeologiche, alla produzione di pioggia artificiale nelle regioni aride. Il campo di ricerca nel quale la geofisica applicata offre i risultati migliori è attualmente quello della prospezione del sottosuolo. In tali ricerche vengono utilizzati metodi che permettano di eliminare, per quanto possibile, valutazioni soggettive, azioni a distanza, selettività dei risultati, cioè sensibile variazione dei valori osservati secondo il mezzo in cui le proprietà si manifestano; tali metodi sono quelli gravimetrici, magnetici, sismici, elettrici, radioattivi e geotermici

Bibliografia

L. Solaini, O. Vecchia, Lezioni di geofisica applicata, Milano, 1959; S. K. Runcorn, Methods and Techniques in Geophysics, Londra, 1966; P. Muraour (a cura di), Éléments de géophysique, Parigi, 1970; O. M. Phillips, La geofisica, Milano, 1970; R. H. Tucker, A. H. Cook, H. M. Iyer, F. D. Starcey, Global Geophysics, Londra, 1970; R. Cassinis, Fisica terrestre, Milano, 1989.