La géophysique, à l'aide de valeurs de référence, se propose, en se basant sur les caractéristiques géologiques, atmosphériques ou spatiales du domaine étudié, de valider unmodèle mathématique issu de mesures faites sur le terrain ou de calculs. De ce fait, elle se trouve à la confluence de la géologie, de la physique, des mathématiques et de l'informatique.
L'expression synonymephysique du Globe, sous-entendant le globe terrestre, historiquement plus ancienne, rappelle le rôle que son étude a eu dans l'établissement deslois de la physique classique.
lagravimétrie étudie le champ depesanteur terrestre et constitue une partie essentielle de lagéodésie physique ; on utilise les techniques gravimétriques couramment pour une première reconnaissance de champs pétrolifères ou miniers (prospection gravimétrique) ou archéologique (zonage microgravimétrique).
legéomagnétisme étudie l'origine et les variations spatiales et temporelles duchamp magnétique de la Terre ; on distingue le géomagnétisme interne, dont l'étude relève de lagéophysique interne, et le géomagnétisme externe, dont l'étude se place dans le cadre de l'aéronomie spatiale et de l'étude des interactions entre leSoleil et la Terre ; lepaléomagnétisme constitue un domaine à part du géomagnétisme interne et fournit, au moyen de l'étude de l'aimantation fossile des roches, des indications sur le mouvement des plaques tectoniques au cours des époques géologiques ; l'archéomagnétisme, qui fut à l'origine dupaléomagnétisme, est une méthode permettant d'étudier les variations du champ géomagnétique au cours des derniers millénaires et constitue accessoirement une méthode de datation de certains sites archéologiques ;
lasismologie étudie l'origine, la nature et les effets desséismes ; elle est sans doute la science ayant contribué le plus à la connaissance de l'intérieur de la Terre ; en particulier, la sismologie théorique étudie la propagation des ondes sismiques et les oscillations libres de la Terre ; la sismologie instrumentale s'occupe de développer et de construire des instruments utilisés pour détecter et enregistrer des vibrations sismiques (sismographes et sismomètres) ; la sismologie expérimentale s'occupe, parmi beaucoup d'autres choses, de l'analyse et de l'interprétation des sismogrammes et de la définition des magnitudes et des moments sismiques ; lasismogenèse s'intéresse aux phénomènes de microfissuration, de fracturation et de rupture qui sont à l'origine des séismes (mécanisme au foyer) ; lasismotectonique traite la relation entre lestremblements de terre et latectonique ; lapaléosismologie tente de découvrir dans les strates géologiques des indications sur des séismes passés et de dater ceux-ci afin de recueillir des données pour les besoins d'une prévision statistique des séismes ;
lagéodynamique, et notamment la géodynamique mathématique, étudie les déformations globales de la Terre produites notamment par les forces de marée luni-solaires ou par des charges périodiques ou non (houle, pression atmosphérique variable, raz-de-marée…), les mouvements deprécession et denutation de la Terre dans l'espace, les courants de convection dans le manteau, lesoulèvement post-glaciaire et les renseignements qu'on peut en tirer concernant la viscosité des couches profondes, etc. ;
lagéophysique mathématique, dont le but principal est de modéliserquantitativement la structure de l'intérieur de la Terre en utilisant les lois fondamentales de la physique et des méthodes avancées de traitement statistique des données (inversion, tomographie) ;
lagéophysique appliquée s'intéresse aux couches externes de lacroûte terrestre et a pour but de rechercher des gisements de pétrole et de minerais utiles ; on peut aussi englober dans la géophysique appliquée certaines études environnementales qui font appel à des méthodes géophysiques (géophysique environnementale). Les méthodes les plus importantes auxquelles la prospection géophysique et la géophysique environnementale font appel sont lasismiqueréflexion et lasismiqueréfraction (méthodes de prospection qui visualise les structures en profondeur grâce à l'analyse des échos d'ondes sismiques créées artificiellement par des explosions ou par des appareils générateurs de vibrations proches de la surface du sol), laprospection gravimétrique,la prospection magnétique, laprospection électrique, laprospection électromagnétique et legéoradar ; legénie sismique, qui essaie notamment de dresser des cartes de risque sismique, de fixer des normes antisismiques, de prévoir éventuellement des séismes, etc., peut aussi se ranger parmi les domaines de la géophysique environnementale, de même que lavolcanologie, lagéothermie et l'étude du flux de chaleur sortant de la Terre, ou encore les problèmes liés à la sécurité dans les zones minières et à l'amélioration de l'environnement et de la sécurité en général (prévision de risques liés au sous-sol et au sol, études d'impact, implantation d'ouvrages d'art, étudiés notamment engéotechnique. Lagéophysique aéroportée est une discipline importante de la géophysique appliquée.
l'océanographie et l'océanologie physique étudient les mouvements et les divers phénomènes océaniques (marées, courants, vagues…) ;
l'hydrologie étudie notamment la physique, la chimie et la circulation des eaux dans les rivières et les lacs, et les variations de la nappe phréatique ;
lamétéorologie s'occupe de la circulation des masses d'air et de la prévision des phénomènes atmosphériques à court terme, notamment la nébulosité, les tempêtes et les ouragans ;
laclimatologie étudie les différentsclimats et explique les mouvements atmosphériques et océaniques à grande échelle et à long terme ;
laglaciologie étudie la nature physique et chimique des systèmes glaciaires et périglaciaires[3],[2].
Le géophysicien est lephysicien spécialisé dans l’étude de la Terre. Il s’intéresse aux différentes propriétés physiques des sols et des roches et aux phénomènes physiques qui les affectent[4]. À l’aide d’appareils de mesure et de capteurs posés au sol, aéroportés ousatellitaires, il observe les variations spatiales et temporelles des propriétés électriques, magnétiques, électromagnétiques, gravimétriques ou acoustiques (sismiques) du sous-sol. Après étude, traitement, et inversion des données, dans le cadre d'un modèle prédéfini, il peut caractériser et imager le sous-sol en 1D, 2D, 3D et 4D (suivi 3D dans le temps).
Il semble que le terme de« géophysique » fut utilisé pour la première fois enAllemagne, où il apparait dans les écrits scientifiques deFriedrich Fröbel[6] en1834. Ce furent cependant lesfrères Schlumberger qui, dans lesannées 1920, connurent les premiers succès commerciaux avec leurs méthodes de prospection électrique.
