Geophysik

Geophysik ist die Lehre der Erforschung und Beschreibung der Erde und ihres Umfeldes mit den Methoden der Physik.^[1] Im Hinblick auf das Forschungsobjekt ist die Geophysik Teil der Geowissenschaften, im Bezug auf die wissenschaftliche Methodik gehort sie zur Physik.^[2][3]

Klassisch erforscht die Geophysik die physikalischen Eigenschaften und Prozesse der festen Erde, also der Erdkruste und des Erdinnern, inklusive der Form der Erde, ihrer Gravitations- und Magnetfelder, ihrer inneren Struktur und Zusammensetzung, ihrer Dynamik und deren Ausdruck an der Oberflache durch Plattentektonik, Magmenbildung, Vulkanismus und Gesteinsbildung.^[4] In dem Zusammenhang wird sie auch als Physik des Erdkorpers oder ,,Geophysik im engeren Sinne" bezeichnet.^[3][5]

Die moderne Definition der Geophysik umfasst im weiteren Sinn jedoch auch die Physik der Hydrosphare, Atmosphare und anderer Planeten,^[3] inklusive des Wasserkreislauf, der Stromungsdynamik der Ozeane und Atmosphare, Elektrizitat und Magnetismus der Ionosphare und Magnetosphare und der solar-terrestrischen Physik sowie analogen Problemen im Zusammenhang mit dem Mond und anderen Planeten.^[4][6][7][8]

In der deutschen Hochschulpolitik wurde die Geophysik bis 2020 der Gruppe der sogenannten kleinen Facher zugerechnet, inzwischen zahlt sie zu den mittelgrossen Fachern.^[9]

Die Geophysik gilt als interdisziplinares Fach und findet in allen Bereichen der Geowissenschaften Anwendung. Um eine klarere Vorstellung davon zu bekommen, was Geophysik ist, werden in diesem Abschnitt Phanomene beschrieben, die in der Physik untersucht werden, und wie sie mit der Erde und ihrer Umgebung zusammenhangen.

Durch die Anziehungskraft von Mond und Sonne kommt es alle 24 Stunden und 50 Minuten zu Ebbe und Flut, beide wechseln sich also in einem Rhythmus von 12 Stunden und 25 Minuten ab.^[10]

Durch die Schwerkraft werden tieferliegende Schichten durch die aufliegende Gesteine kompaktiert und die Dichte steigt im Erdinneren mit der Tiefe an.^[11] Messungen der Erdbeschleunigung und des Gravitationsfeldes an der Erdoberflache konnen zur Suche nach Mineralvorkommen genutzt werden (siehe Schwereanomalie und Gravimetrie).^[12] Das Schwerefeld der Oberflache liefert Informationen uber die Dynamik der tektonischen Platten. Die Geopotentialflache, auch Geoid genannt, ist eine Modellierung des Erdschwerefelds. Das Geoid ware der globale mittlere Meeresspiegel, wenn die Ozeane im Gleichgewicht waren und sich durch die Kontinente erstrecken konnten (z. B. durch sehr schmale Kanale).^[13]

Der aus der auskuhlenden Erde resultierende Warmefluss erzeugt sowohl das Erdmagnetfeld (Geodynamo) als auch die Plattentektonik (Mantelkonvektion).^[14] Die wichtigsten Warmequellen sind die primordiale Warme und Radioaktivitat, aber auch Phasenubergange tragen dazu bei. Die Warmeubertragung erfolgt hauptsachlich durch thermische Konvektion, obwohl sie uber zwei thermische Grenzschichten, die Kern-Mantel-Grenze und die Lithosphare, hinweg stattfinden muss, uber welche die Warme durch Warmeleitung transportiert wird.^[15] Eine wichtige Rolle spielen wahrend der Konvektion die fur den Aufstieg von Material vorgeschlagenen Mantelplumes, die grosse Teil der Warme des Mantels durch Stofftransport bis zur Lithosphare transportieren konnen.^[16] Der insgesamt an der Erdoberflache resultierende Warmefluss betragt etwa ${\displaystyle 4{,}2\cdot 10^{13}\,{\text{W}}}$ und stellt die Grundlage fur die Energieforderung in der Geothermie dar.^[17]

Seismische Wellen sind Schwingungen, die sich durch die Erde (Raumwellen) und entlang ihrer Oberflache ausbreiten (Oberflachenwellen). Die Wellen werden mithilfe von Seismographen als Seismogramme aufgezeichnet. Messungen seismischer Wellen konnen zum einen der Erforschung der Quelle, z. B. Position und Herdmechanismus eines Erdbebens, aber auch der Strukturerkundung, also der Erforschung des Mediums, basierend auf dem Ausbreitungsverhaltens der Wellen in diesem, dienen. Die gesamte Erde besitzt eine kontinuierliche Eigenschwingung und jede Messung zeigt kontinuierliches Hintergrundrauschen, die als Mikroseimik bezeichnet wird.

Es wird in die Seismik und die Seismologie unterschieden, die Seismologie befasst sich mit Erdbeben und anderen Phanomenen naturlicher seismischer Wellen, wahrend sich die Seismik primar mit kunstlich angetretenen Wellen, also Wellen die fur die Messung selbst erzeugt werden, befasst. Als direkte Konsequenz eines Erdbebens ist die Erforschung und Registrierung seismischer Wellen fundamentaler Bestandteil des Katastrophenschutzes.

Im globalen Stromkreis, abwarts von der Ionosphare in die Erde und durch Gewitter wieder aufwarts, fliesst ein Strom von etwa 1800 Ampere. Der Fluss manifestiert sich durch Blitze unter den Wolken und Sprites uber den Wolken. In Oberflachennahe besteht ein abwarts gerichtetes elektrisches Feld von durchschnittlich 120 Volt pro Meter. Relativ zur festen Erde ist die Atmosphare durch kosmische Strahlung positiv geladen.^[18]

In geophysikalischen Untersuchungen, insbesondere in der Prospektion, werden eine Vielzahl von elektrischen Methoden eingesetzt, die als Geoelektrik bezeichnet werden. Die Methoden beruhen entweder auf der Messung von Eigenpotentialen oder der Einspeisung von erzeugten Stromen in den Untergrund, deren Spannungsabfall bei Ankunft an Messsonden verwendet wird um die Widerstandsverteilung im Boden zu rekonstruieren und so auf verschieden leitfahige Materialien ruckzuschliessen.

Naturliche elektromagnetische Wellen treten insbesondere in der Ionosphare, Magnetosphare und dem ausseren Erdkern auf.

Die Erzeugung von elektromagnetischen Wellen ist haufiger Gegenstand der geophysikalischen Prospektion, so z. B. dem Bodenradar, der Elektromagnetischen Induktionsmessung (EMI), der Transienten-Elektromagnetik (TEM) oder der Magnetotellurik.

Das Erdmagnetfeld schutzt die Erde vor kosmischer Strahlung, insbesondere dem Sonnenwind, und wird seit langem zur Navigation genutzt. Es hat seinen Ursprung im ausseren Erdkern, in dem durch den Warmefluss der auskuhlenden Erde das flussige Metall in Bewegung gesetzt (Konvektion) und durch die Corioliskraft zu schraubenformiger Rotation gebracht wird. Die Wechselwirkung des sich bewegenden leitfahigen Materials mit dem Erdmagnetfeld erzeugt elektrische Strome (Induktion), die wiederum eigene Magnetfelder erzeugen und so das Erdmagnetfeld aufrechterhalten.^[19]

Das Erdfeld entspricht in etwa einem gekippten Dipol, andert sich jedoch im Laufe der Zeit (ein Phanomen, dass als geomagnetische sakulare Variation bezeichnet wird). Meistens bleibt der geomagnetische Pol in der Nahe des geografischen Pols, aber in zufalligen Abstanden von durchschnittlich 440.000 bis zu einer Million Jahren kehrt sich die Polaritat des Erdfeldes um. Diese Polsprunge umfassen 184 Polaritatsintervalle in den letzten 83 Millionen Jahren, wobei sich die Haufigkeit im Laufe der Zeit andert, wobei die jungste kurze vollstandige Umkehrung des Laschamp-Ereignis vor 41.000 Jahren wahrend der letzte Eiszeit stattfand. Im Rahmen der Magnetostratigraphie werden in die Magnetisierung von Gesteinen zur Datierung und Plattenrekonstruktion genutzt.^[20]

Die in der geophysikalischen Untersuchung des Magnetfeldes wird als Geomagnetik bezeichnet und umfasst die Erforschung des Erdmagnetfeldes selbst und Methoden zur geophysikalischen Prospektion mithilfe der Detektion magnetischer Anomalien.

Der radioaktive Zerfall ist fur etwa 80 % der erdinneren Warme verantwortlich und treibt den Geodynamo und die Plattentektonik an.^[21] Die wichtigsten warmeproduzierenden Isotope sind Kalium-40, Uran-238, Uran-235 und Thorium-232.^[22] Radioaktive Elemente werden aufgrund ihrer Zerfallsraten fur die radiometrische Datierung verwendet und bilden daher die Grundlage fur die wichtigste Methode zur absoluten Datierung in der Geochronologie.^[23]

Radiometrische Kartierungen mit boden- und flugzeuggestutzter Gammaspektrometrie konnen verwendet werden, um die Konzentration und Verteilung von Radioisotopen nahe der Erdoberflache aufzuzeichnen und daraus Lithologie und Alteration abzuleiten.^[24]

Fluidbewegungen treten in der Magnetosphare, der Atmosphare, den Ozeanen, dem Mantel und dem Kern auf. Selbst der Erdmantel fliesst trotz seiner enormen Viskositat uber lange Zeitraume wie eine Flussigkeit. Dieses Fliessen spiegelt sich in Phanomenen wie Isostasie, postglazialer Landhebung und Mantelplumes wider. Die Mantelstromung treibt die Plattentektonik an, und die Stromung im Erdkern treibt den Geodynamo an.^[25]

Die geophysikalische Fluiddynamik ist ein wichtiges Werkzeug in der physikalische Ozeanographie und der Meteorologie. Die Rotation der Erde hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Fluiddynamik, insbesondere aufgrund des Coriolis-Effekts. In der Atmosphare fuhrt sie zu grossraumigen Mustern wie den Rossby-Wellen und bestimmt die grundlegenden Zirkulationsmuster von Sturmen. Im Ozean treibt sie die grossraumige Zirkulationsmuster sowie Kelvin-Wellen und Ekman-Spiralen an der Meeresoberflache an.^[26] Im Erdkern verursacht sie die spiralenformige Zirkulation des geschmolzenen Eisens.^[25]

Wellen und andere Phanomene in der Magnetosphare konnen mit der Magnetohydrodynamik modelliert werden.

Die physikalischen Eigenschaften von Mineralen (Mineralphysik) und Gesteinen (Petrophysik) mussen verstanden werden, um aus den physikalischen Messungen (z. B. Ausbreitungsverhalten seismischer Wellen) die Zusammensetzung der Erde ableiten zu konnen. In der Mineral- und Petrophysik werden vor allem elektrische, magnetische, elastische und thermische Eigenschaften erforscht sowie die Eigenschaften von Porenraum und Matrix (Porositat, Dichte, Permeabilitat, Kapillardruck), Bruch- und Deformationsvorgangen und von Radioaktivitat und Warmeproduktion.

Die Geophysik lasst sich nach unterschiedlichen Kriterien in weitere Teilgebiete untergliedern. Je nach gewahltem Kriterium ergeben sich unterschiedliche Untergliederungen, deren enthaltene Teilgebiete sich teils uberlappen konnen.

Im allgemeinen Sinne ist die Geophysik die Wissenschaft von den physikalischen Erscheinungen des Planeten Erde, der aus dem festen Erdkorper, der Wasserhulle und der gasformigen Hulle besteht. In dieser sehr weiten Definition umfasst die Geophysik folgende Teildisziplinen:^[3]

• Die Physik des Erdkorpers, oft auch als ,,Geophysik im engeren Sinne" bezeichnet.^[3][5] Dieser Bereich gliedert sich wiederum in folgende Teildisziplinen:
  • Physikalische Geodasie und Gravimetrie
  • Seismologie und die Struktur des Erdinneren
  • Erdmagnetismus
  • Geodynamik
  • Geothermie
  • Petrophysik
  • Geoinformatik
  • geophysikalische Prospektion
    • Geoelektrik
    • Seismik
    • Geomagnetik
    • Bodenradar
    • Gravimetrie
    • Bohrlochgeophysik
• Die Physik der Hydrosphare
  • Ozeanographie
  • Hydrologie
  • Hydrogeophysik^[27]
  • Wasserbau und Wasserwirtschaft
• Die Physik der Atmosphare
  • Meteorologie
• Die Physik der Hochatmosphare und der Magnetosphare
  • Aeronomie
• Die Physik der Planeten, als Verallgemeinerung der Geophysik auf andere Planeten^[28]
  • Planetologie

Alternativ lasst sich die Geophysik auch nach den verwendeten Forschungsmethoden und deren Anwendungsbezug untergliedern. Dabei wird analog zur Physik die theoretische und experimentelle Geophysik unterschieden und nach Anwendung in die Angewandte und Allgemeine Geophysik unterteilt:^[3]

• Die theoretische Geophysik befasst sich mit den mathematischen Grundlagen der Geophysik und deren Anwendung zur Simulation geophysikalischer Vorgange. Einige typische Themen der theoretischen Geophysik sind die Stromungsmechanik, die Potentialtheorie, die Wellengleichungen oder die Geodynamik.
• Die experimentelle Geophysik befasst sich mit Laborversuchen. Haufig geht es dabei um die Untersuchung von Materialeigenschaften, unter Bedingungen, wie sie im Erdinnern herrschen. Handelt es sich bei den untersuchten Materialien um Gesteine, so nennt man diesen Forschungszweig auch Petrophysik. Ein typisches Beispiel ware die Bestimmung der Schall-Leitfahigkeit verschiedener Gesteine unter hohem Druck in einer Materialpresse. Letztlich wird manchmal auch die Numerische Simulation der experimentellen und nicht der theoretischen Geophysik zugeordnet.^[29]
• Die Angewandte Geophysik befasst sich mit der Erkundung des Untergrundes mit geophysikalischen Messmethoden fur praktische Anwendungen. Am bedeutendsten ist die Exploration zur Suche von Rohstoffen, wie zum Beispiel Erdol, Wasser oder Erzen. Auch die Auffindung geeigneter Endlagerstatten, die Untersuchung von Deponien und anderen Altlasten, die Baugrunduntersuchung und die Untersuchung des Untergrundes zu Zwecken der Landwirtschaft (Agrogeophysik) fallen in diesen Bereich. Letztlich werden Methoden der angewandten Geophysik auch fur akademische Fragestellungen, insbesondere in der Archaologie (Archaometrie), eingesetzt. Werden geophysikalische Erkundungen nicht von der Erdoberflache, sondern von einem Bohrloch aus durchgefuhrt, so spricht man von der Bohrlochgeophysik, einem weiteren Unterbereich der angewandten Geophysik. Die Angewandte Geophysik bewegt sich dabei an der Schnittstelle zwischen Natur- und Ingenieurwissenschaften.
• Die Allgemeinen Geophysik, Grundlagenforschung bezuglich der Prozesse und Felder des gesamten Erdkorpers.

Da sich die Geophysik vornehmlich mit jenen Gebieten der Erde befasst, die fur direkte Messungen nicht zuganglich sind, werden oft Verfahren der Fernerkundung eingesetzt. Diese laufen meist darauf hinaus, dass ein physikalisches Feld nahe der Erdoberflache ausgemessen wird, um es dann mit mathematischen Methoden in die interessierenden Tiefen- oder Hohenbereiche zu extrapolieren. Die Details der angewandten Mess- und Auswertungsverfahren variieren stark je nach der untersuchten Messgrosse (Erdbeschleunigung, elektrische oder magnetische Feldstarke etc.), dem beobachteten Frequenzbereich und der dabei auftretenden grundlegenden Feldcharakteristik (Potentialfeld, Diffusionsfeld oder Wellenfeld; abhangig von den zugrunde liegenden Differentialgleichungen). Insbesondere die Feldcharakteristik hat grossen Einfluss auf die verwendbaren Auswertungsverfahren. Daher seien hier einige typische Erkundungsverfahren der Geophysik nach der zutreffenden Feldcharakteristik aufgefuhrt:

• Potentialverfahren (Potentialfelder, elliptische Differentialgleichungen)
  • Geoelektrik
  • Geomagnetik
  • Geothermik
  • Gravimetrie
• Diffusionsverfahren (Diffusionsfelder, parabolische Differentialgleichungen):
  • Magnetotellurik (MT, auch Spezialformen wie AMT, LMT, RMT)
  • Geoelektromagnetik (inklusive Transienter Elektromagnetik, kurz TEM)
  • Very Low Frequency (kurz VLF-Verfahren)
• Wellenverfahren (Wellenfelder, hyperbolische Differentialgleichungen):
  • Seismologie und Seismik
  • Georadar (Ground Penetrating Radar, kurz GPR)
• Sonderfall (Strahlung):
  • Radiometrie

Die Geophysik hat sich erst im 19. Jahrhundert als eigenstandige Disziplin herausgebildet, und zwar aus dem Schnittpunkt von physikalischer Geografie, Geologie, Astronomie, Meteorologie.^[30][31] Viele geophysikalische Phanomene - wie das Magnetfeld der Erde und Erdbeben - werden jedoch schon seit der Antike untersucht.

Die Erforschung der Erde geht auf elementare Erkenntnisse in der Antike zuruck. Der erste berichtete Magnetkompass geht auf das 4. Jahrhundert vor Christus in China zuruck, dieser konnte jedoch seine Magnetisierung nicht lange genug aufrechterhalten, um fur die Meeresnavigation nutzlich zu sein. Die erste Erwahnung eines Kompasses in Europa stammt aus dem Jahr 1190 n. Chr.^[32] Um 240 v. Chr. schlussfolgerte Eratosthenes von Kyrene, dass die Erde rund ist, und mass den Erdumfang mithilfe von der Geometrie des Sonneneinfalls mit grosser Genauigkeit^[33] und entwickelte ein System der Breiten- und Langengrade.^[34]

Der vielleicht fruheste Beitrag zur Seismologie war die Erfindung eines Seismoskops durch Zhang Heng im Jahr 132 n. Chr. Dieses Instrument war so konzipiert, dass es eine Bronzekugel aus dem Maul eines Drachens in das Maul einer Krote fallen liess. Indem man nachsah, welche von acht Kroten die Kugel hatte, konnte man die Richtung des Erdbebens bestimmen.^[32]

Einige Informationen uber Erdbeben finden sich in Aristoteles Meteorology, in Naturalis Historia von Plinius dem Alteren und in Strabos Geographica. Aristoteles und Strabo zeichneten Beobachtungen uber Gezeiten auf. Der griechische Philosoph Empedokles (ca. 490-430 v. Chr.) unternahm den ersten Versuch, Vulkane auf naturliche, wenn auch abwegige, Weise zu erklaren. Plinius der Altere stellte fest, dass einem Ausbruch Erdbeben vorausgingen.

Eine der Veroffentlichungen, die den Beginn der modernen Wissenschaft markierten, war William Gilberts De Magnete (1600), ein Bericht uber eine Reihe sorgfaltiger Experimente zum Magnetismus. Gilbert schlussfolgerte, dass Kompasse nach Norden zeigen, weil die Erde selbst magnetisch ist.^[35]

1687 veroffentlichte Isaac Newton seine Principia, die nicht nur die Grundlagen der klassischen Mechanik und der Gravitation bildeten, sondern auch eine Reihe geophysikalischer Phanomene (z. B. Gezeiten) erklarten und durch verschiedene Autoren auf mehrere Bereiche erweitert wurden: So auf Form, Dichte und Schwerefeld der Erde (Pierre Bouguer, Alexis Clairaut und Henry Cavendish), Magnetfeld der Erde (Alexander von Humboldt, Edmund Halley und Carl Friedrich Gauss), Seismologie (John Milne und Robert Mallet) sowie Alter, Warme und Radioaktivitat der Erde (Arthur Holmes und William Thomson, 1. Baron Kelvin).

Blaise Pascal entdeckte 1648 erneut, dass der atmospharische Druck mit der Hohe abnimmt, und folgerte daraus, dass uber der Atmosphare ein Vakuum herrscht. Das erste Seismometer, ein Instrument zur kontinuierlichen Aufzeichnung der seismischen Aktivitat, wurde 1844 von James Forbes gebaut.^[36]

Die erste bekannte Verwendung des Wortes Geophysik stammt aus dem Deutschen von Julius Frobel im Jahr 1834.^[37] In den folgenden Jahrzehnten wurde der Begriff gelegentlich verwendet, setzte sich aber erst durch, als ab 1887 mit Beitrage zur Geophysik erste Zeitschriften zu diesem Thema erschienen. Das spatere Journal of Geophysical Research wurde 1896 unter dem Titel Terrestrial Magnetism gegrundet. 1898 wurde an der Universitat Gottingen ein Geophysikalisches Institut gegrundet, und Emil Wiechert erhielt den weltweit ersten Lehrstuhl fur Geophysik.^[38] Einen internationalen Rahmen fur die Geophysik bildete die Grundung der International Union of Geodesy and Geophysics im Jahr 1919.^[39]

Geophysikalische Studiengange werden nicht an allen Universitaten angeboten. Die Schwerpunktsetzung unterscheidet sich zwischen den einzelnen Hochschulen hinsichtlich geophysikalischer Fachbereiche. Manche Hochschulen bieten Geophysik als eigenstandiges Fach an und andere Geophysik als Studienrichtung bzw. Schwerpunkt in den Studienfachern Geowissenschaften oder Physik (siehe Karte). Die Anteile an geophysikalischen Inhalten konnen sich dabei unterscheiden und sind an der jeweiligen Hochschule herauszufinden.

Folgende Hochschulen in Deutschland bieten geophysikalische Studiengange an:^[40]

• RWTH Aachen
  • B.Sc. Angewandte Geowissenschaften (geophysikalische Module)
  • B.Sc. Georessourcenmanagement (geophysikalische Module)
  • M.Sc. Applied Geophysics
  • M.Sc. Angewandte Geowissenschaften (geophysikalische Wahlmodule)
  • M.Sc. Georessourcenmanagement (geophysikalische Wahlmodule)

• Freie Universitat Berlin
  • B.Sc.in Geologischen Wissenschaften (geophysikalische Module)
  • M.Sc. der Geologischen Wissenschaften / Schwerpunkt Geophysik

• Technische Universitat Berlin
  • B.Sc. Geotechnologie / Wahlbereich Angewandte Geophysik
  • M.Sc. Geotechnologie / Schwerpunkt Angewandte Geophysik^[41]

• Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universitat Bonn
  • B.Sc. Geowissenschaften
  • M.Sc. Physik der Erde und Atmosphare (in Kooperation mit der Universitat zu Koln)

• Technische Universitat Braunschweig
  • B.Sc. Physik mit Vertiefungsrichtung Geo- und Astrophysik
  • M.Sc. Physik mit Vertiefungsrichtung Geo- und Astrophysik

• Universitat Bremen
  • B.Sc. Geowissenschaften (geophysikalische Module)
  • M.Sc. Geowissenschaften (geophysikalische Module)
  • M.Sc. Marine Geosciences

• Ruhr-Universitat Bochum
  • B.Sc. Geowissenschaften (geophysikalische Module)
  • M.Sc. Geowissenschaften^[42]
• Universitat Greifswald
  • B.Sc. Geologie (geophysikalisches Wahlmodul)^[43]

• Johann Wolfgang Goethe-Universitat Frankfurt am Main
  • B.Sc. Geowissenschaften
  • M.Sc. Geowissenschaften / Schwerpunkt Geophysik

• Technische Universitat Bergakademie Freiberg
  • B.Sc. Geophysik und Geoinformatik
  • M.Sc. Geophysik

• Georg-August-Universitat Gottingen
  • B.Sc. Physik mit Schwerpunkt Astro- und Geophysik
  • M.Sc. Physik / Forschungsschwerpunkt Astro- und Geophysik

• Universitat Hamburg
  • B.Sc. Geophysik/Ozeanographie
  • M.Sc. Geophysik

• Friedrich-Schiller-Universitat Jena
  • B.Sc. Geowissenschaften^[44] (geophysikalische Pflicht- und Wahlpflichtmodule)
  • M.Sc. Geophysik^[45]

• Karlsruher Institut fur Technologie
  • B.Sc. Geophysik
  • M.Sc. Geophysik

• Christian-Albrechts-Universitat zu Kiel
  • B.Sc. Physik des Erdsystems: Meteorologie-Ozeanographie-Geophysik
  • M.Sc. Geophysik
  • M.Sc. Marine Geosciences
  • M.Sc. Climate Physics: Meteorology and Physical Oceanography

• Universitat zu Koln
  • B.Sc. Geophysik und Meteorologie
  • M.Sc. Physik der Erde und Atmosphare (in Kooperation mit der Universitat Bonn)

• Universitat Leipzig
  • M.Sc. Earth System Data Science & Remote Sensing

• Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen
  • B.Sc. Geowissenschaften (Vertiefungsrichtung Geophysik)
  • M.Sc. Geophysics

• Universitat Munster
  • B.Sc. Geophysik
  • M.Sc. Geophysik

• Universitat Potsdam
  • B.Sc. Geowissenschaften (Schwerpunktsetzung Geophysik moglich)
  • M.Sc. Geowissenschaften / Vertiefungsrichtung Geophysik

Zu den international tatigen (ausseruniversitaren) Forschungseinrichtungen Deutschlands mit Schwerpunkten in Geophysik zahlen:

• Alfred-Wegener-Institut fur Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremen
• Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Potsdam
• Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt (DLR), Koln
• Geozentrum Hannover
  • Leibniz-Institut fur Angewandte Geophysik (LIAG)
  • Bundesanstalt fur Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR)
• Helmholtz-Zentrum fur Ozeanforschung (GEOMAR), Kiel

Die globalen Forschungsagenden der Geophysik werden im Rahmen der IUGG (Internationale Union fur Geodasie und Geophysik) und ihren 7 Assoziationen koordiniert.

Die weltweit grosste Geophysikalische Gesellschaft mit Schwerpunkt im akademischen Bereich ist die American Geophysical Union (AGU) mit uber 58.000 Mitgliedern. Der grosste Dachverband angewandter Geophysik, speziell der Rohstoffsuche ist die Society of Exploration Geophysicists (SEG) mit ca. 28.000 Mitgliedern. Die Deutsche Geophysikalische Gesellschaft (DGG) ist mit ungefahr 1.000 Mitgliedern der grosste deutsche geophysikalische Fachverband.

• Hans Berckhemer: Grundlagen der Geophysik. Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1990, ISBN 3-534-03974-2.
• William Lowrie: Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press, Cambridge 2007, ISBN 978-0-521-67596-3 (englisch).
• Christoph Clauser: Grundlagen der angewandten Geophysik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg 2018, ISBN 978-3-662-55309-1.
• Christoph Clauser: Einfuhrung in die Geophysik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg 2023, ISBN 978-3-662-66163-5.

• Literatur von und uber Geophysik im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Homepage der deutschen Geophysikstudenten
• Deutsche Geophysikalische Gesellschaft (DGG)
• AGU American Geophysical Union
• SEG The Society of Exploration Geophysicists
• Geosciences-Forum: Geophysik
• Informationen der DGG zu Geophysik-Bachelor-Studiengangen (PDF; 101 kB)
• Informationen der DGG zu Geophysik-Master-Studiengangen (PDF; 120 kB)

1. | Was ist Geophysik? Universitat Hamburg, 17. Mai 2021, abgerufen am 17. Januar 2023.
2. | Christoph Clauser: Einfuhrung in die Geophysik. 2., aktualisierte u. korr. Aufl. 2016. Springer, Berlin, Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-46884-5, S. 2.
3. | ^{a b c d e f} Geophysik. In: Lexikon der Geowissenschaften. Spektrum, abgerufen am 17. Januar 2023.
4. | ^{a b} Robert E. Sheriff: Encyclopedic dictionary of exploration geophysics. 3rd ed Auflage. Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, OK 1991, ISBN 1-56080-018-6.
5. | ^{a b} Physik des Erdkorpers. In: Lexikon der Geowissenschaften. Spektrum, abgerufen am 17. Januar 2023.
6. | Gutenberg, B., 1929, Lehrbuch der Geophysik. Leipzig. Berlin (Gebruder Borntraeger)
7. | Runcorn, S.K, 1967, International dictionary of geophysics:. Pergamon, Oxford, 2 volumes, 1,728 pp., 730 fig
8. | Geophysics, 1970, Encyclopaedia Britannica, Vol.10, p. 202-202
9. | Arbeitsstelle Kleine Facher: Geophysik auf dem Portal Kleine Facher. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfugbar) am 8. April 2022; abgerufen am 20. Februar 2022.
10. | David A. Ross: Introduction to oceanography. 4th ed Auflage. Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J. 1988, ISBN 0-13-491408-2, S. 236-242.
11. | Jean-Paul Poirier: Introduction to the physics of the Earth's interior. 2nd ed Auflage. Cambridge University Press, Cambridge 2000, ISBN 0-511-01034-6.
12. | W. M. Telford: Applied geophysics. Second edition Auflage. Cambridge [England] 1990, ISBN 0-521-32693-1.
13. | William Lowrie: Fundamentals of geophysics. Cambridge University Press, Cambridge 1997, ISBN 0-521-46164-2.
14. | Geoffrey F. Davies: Dynamic earth : plates, plumes, and mantle convection. Cambridge University Press, Cambridge 1999, ISBN 0-521-59067-1.
15. | C. M. R. Fowler: The solid earth: an introduction to global geophysics. 2nd ed Auflage. Cambridge University Press, Cambridge, UK 2005, ISBN 0-521-89307-0.
16. | Sara E. Pratt: The question of mantle plumes. In: Earthmagazine. 4. Dezember 2015, abgerufen am 4. April 2023.
17. | Henry N. Pollack, Suzanne J. Hurter, Jeffrey R. Johnson: Heat flow from the Earth's interior: Analysis of the global data set. In: Reviews of Geophysics. Band 31, Nr. 3, August 1993, ISSN 8755-1209, S. 267-280, doi:10.1029/93RG01249 (wiley.com [abgerufen am 10. Oktober 2023]).
18. | R. G. Harrison, K. S. Carslaw: Ion-aerosol-cloud processes in the lower atmosphere: ION-AEROSOL-CLOUD PROCESSES. In: Reviews of Geophysics. Band 41, Nr. 3, September 2003, doi:10.1029/2002RG000114.
19. | How does the Earth's core generate a magnetic field? In: USGS. Archiviert vom Original am 18. Januar 2015; abgerufen am 16. Februar 2023.
20. | Neil D. Opdyke: Magnetic stratigraphy. Academic Press, San Diego 1996, ISBN 0-12-527470-X.
21. | Donald Lawson Turcotte: Geodynamics. 2nd ed Auflage. Cambridge 2002, ISBN 0-521-66186-2.
22. | Radioactive potassium may be major heat source in Earth's core. In: UC Berkeley News. 12. Oktober 2003, abgerufen am 26. Februar 2023 (englisch).
23. | P. R. Renne, K. R. Ludwig, D. B. Karner: Progress and challenges in geochronology. In: Science Progress. 83 (Pt 1), 2000, ISSN 0036-8504, S. 107-121, PMID 10800377.
24. | Radiometrics. In: Geoscience Australia. Australien Government, 15. Mai 2014, abgerufen am 26. Februar 2023 (englisch).
25. | ^{a b} Ronald T. Merrill: The magnetic field of the earth: paleomagnetism, the core, and the deep mantle. Academic Press, San Diego, Calif. 1996, ISBN 0-12-491245-1.
26. | Joseph Pedlosky: Geophysical fluid dynamics. 2nd ed Auflage. Springer-Verlag, New York 1987, ISBN 0-387-96388-X.
27. | Andrew Binley, Susan S. Hubbard, Johan A. Huisman, Andre Revil, David A. Robinson: The emergence of hydrogeophysics for improved understanding of subsurface processes over multiple scales. In: Water Resources Research. Band 51, Nr. 6, Juni 2015, ISSN 0043-1397, S. 3837-3866, doi:10.1002/2015WR017016, PMID 26900183, PMC 4744786 (freier Volltext).
28. | Geophysik. In: Lexikon der Geographie. Spektrum, abgerufen am 17. Januar 2023.
29. | Auch in der Physik selbst ist die sog. Computational Physics ein spezielles Fach zwischen Experimentalphysik und Theoretischer Physik.
30. | Web Resources in the History of Geophysics. In: American Geophysical Union. 2005, archiviert vom Original am 27. April 2013; abgerufen am 26. April 2023.
31. | W. Schroder: History of geophysics. In: Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica. Band 45, Nr. 2, Juni 2010, ISSN 1217-8977, S. 253-261, doi:10.1556/AGeod.45.2010.2.9 (akjournals.com [abgerufen am 26. April 2023]).
32. | ^{a b} Robert K. G. Temple: The genius of China: 3,000 years of science, discovery, and invention. Simon and Schuster, New York 1986, ISBN 0-671-62028-2.
33. | Lucio Russo: The forgotten revolution: how science was born in 300 BC and why it had to be reborn. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-20396-6.
34. | Eratosthenes: Eratosthenes' Geography. Princeton University Press, Princeton 2010, ISBN 978-1-4008-3221-7.
35. | Ronald T. Merrill: The magnetic field of the earth: paleomagnetism, the core, and the deep mantle. Academic Press, San Diego, Calif. 1996, ISBN 0-12-491245-1.
36. | J. Dewey, P. Byerly: The early history of seismometry (to 1900). In: Bulletin of the Seismological Society of America. 1969 (semanticscholar.org [abgerufen am 26. April 2023]).
37. | Peter Varga: Common roots of modern seismology and of earth tide research. A historical overview. In: Journal of Geodynamics. Band 48, Nr. 3-5, Dezember 2009, S. 241-246, doi:10.1016/j.jog.2009.09.032 (elsevier.com [abgerufen am 27. April 2023]).
38. | W. Schroder: History of geophysics. In: Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica. Band 45, Nr. 2, Juni 2010, ISSN 1217-8977, S. 253-261, doi:10.1556/AGeod.45.2010.2.9 (akjournals.com [abgerufen am 26. April 2023]).
39. | Gregory A Good: The Assembly of Geophysics: Scientific Disciplines as Frameworks of Consensus. In: Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics. Band 31, Nr. 3, September 2000, S. 259-292, doi:10.1016/S1355-2198(00)00018-6 (elsevier.com [abgerufen am 26. April 2023]).
40. | ,,Allgemeine Informationen zum Geophysikstudium" der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft (Memento vom 19. Marz 2012 im Internet Archive)
41. | TU Berlin
42. | "Geowissenschaften Master of Science" (PDF; 12 kB), in dem die Vertiefungsrichtung Geophysik moglich ist
43. | Angewandte Geophysik. In: Institut fur Geographie und Geologie. Uni Greifswald, abgerufen am 27. April 2023.
44. | "Allgemeine Informationen zum Bachelorstudiengang Geowissenschaften" (Memento vom 17. Juni 2013 im Internet Archive), in dem die Vertiefungsrichtung Geophysik moglich ist
45. | "Allgemeine Informationen zum Masterstudiengang Geophysik" (Memento vom 24. Marz 2016 im Internet Archive)

• Geophysik
• Physikalisches Fachgebiet