Er zijn verschillende manieren om geofysisch onderzoek te doen:

-Gravimetrie, hierbij meet je de valversnelling bij een bepaalde ondergrond. Omdat gesteenten onder de grond ook invloed hebben op de valversnelling zijn deze metingen relevant.

 

-Seismologie en seismiek. Bij Seismologie meet je de trillingen bij een aardbeving en bij seismiek gaan onderzoekers zelf een aardbeving opwekken. De metingen van deze methode is een indicator voor de soort ondergrond.

 

-Magnetometrie. Bij deze methode zoek je gesteenten op die sterk magnetische eigenschappen hebben door het magnetisme.

-Elektrische weerstandsmetingen. De elektrische weerstand van ondergronden zijn verschillend. Deze stofeigenschap kun je dus gebruiken bij bepaalde  gesteentes zoeken.

 

-Elektromagnetische methoden. Met deze methode kun je geleidende materialen opsporen

 

 Door geofysisch onderzoek zijn deze lagen ontdekt. Geofysisch onderzoek is

 van belang om de kans van natuurverschijnselen

(aardbevingen, vulkaanuitbarstingen) goed in te schatten. Het precies voorspellen van een aardbeving is heel moeilijk. Bij vulkaanuitbarstingen is dit makkelijker. Gesmolten gesteenten die omhoog komen kunnen alleen door de lithosfeer heengaan als er barsten in de gesteenten zitten. Gesteenten die barsten veroorzaken trillingen die een indicatie geven van de hoeveelheid gesmolten gesteente die omhoog komt.

    

 

Gravimetrie

Je kunt op verschillende manieren geofysisch onderzoek doen, bijvoorbeeld door gravimetrie. Bij dit onderzoek meet je de valversnellingen op verschillende plekken. Dit is de formule van de valversnelling= (GxM)/r2 . Hier is G de gravitatieconstante in Nm2/kg2, M de massa van de aarde en r de afstand tot het lichaam dat het voorwerp aantrekt. Normaal komt hier ongeveer 9,802 m/s2 uit, maar dat is niet overal het geval. De aarde is geen perfecte bol, er is invloed van de zwaartekracht van zon en de aarde draait. Door deze factoren wijkt de val versnelling in sommige gebieden af. Ook moet je rekening houden met de dichtheid van de bodem. Als er ergens in de bodem stoffen zitten met een hoge dichtheid, heeft deze bodem dus ook een hogere massa en trekt deze ook harder aan de voorwerpen boven de bodem. Verder heeft de hoogte waarin iemand zich bevind een invloed op de zwaartekracht. Want als de afstand tot het lichaam dat het voorwerp trekt groter wordt, wordt de valversnelling kleiner(zie formule valversnelling). De aanpassing kun je berekenen met ∆ghoogte= ((2xg)/R)x h. En als je op een berg staat trekt de extra massa van het gebergte ook aan jou. Deze aanpassing kun je bereken met 0,1119x10-5 x hoogte in meters. Als je beide correcties bij elkaar optelt met de gecorrigeerde valversnelling krijg je de gemeten valversnelling.

Seismologie

Een andere methode om geofysisch onderzoek te doen is seismologie. Hierbij meet je de trillingen die zich ontwikkelen in de bodem. Dit kun je meten met een seismometer. Dit bestaat uit een grote massa die los van het aardoppervlak hangt. Deze grote massa blijft door de traagheid op z’n plek tijdens een aardbeving, terwijl het aardoppervlak beweegt. Deze beweging t.o.v. de massa kun je meten. De grafiek die je krijgt bij deze metingen krijgt heet een seismogram.

De trillingen die ontstaan door een aardbeving bestaan uit verschillende golven. De relevantste zijn: P-golven, S-golven en oppervlaktegolven. De P-golven hebben de grootste snelheid en worden het eerst gemeten. De S-golven hebben een kleinere snelheid en worden later gemeten. De oppervlaktegolven komen het laatst aan, maar geven wel de grootste afwijkingen in de seismogram. De paden die de trillingen afleggen zijn opvallend. Hoe dieper het ondergrond, hoe sneller de trillingen gaan. Dat komt omdat de dichtheid van diepe gesteenten groter is dan ondiepe gesteenten. Daardoor hebben de golven een gebogen pad. Bij belangrijke overgangen, zoals van mantel naar buitenkern verandert de richting van de P-golven. Ze zullen bij de buitenkern weerkaatst worden. Ook is de snelheid van P-golven kleiner in de buitenkern, omdat de buitenkern vloeibaar is. Het gevolg is dat deze golven zullen afbuigen richting de mantel. Hierdoor bereiken de golven sommige gebieden niet, dit noem je de schaduwzone. S-golven kunnen niet door de buitenkern, daardoor buigen ze eerder af en is de schaduwzone nog groter.

Ook kun je seismiek als methode gebruiken. Hierbij worden er kunstmatig trillingen opgewekt door bijvoorbeeld explosieven of zware vrachtwagens. Deze opgewekte trillingen worden dan opgevangen en gemeten door geofoons. Dit zijn mobiele seismometers. Het bestaat meestal uit een spoel die als massa dient en aan een veer is opgehangen, een magneet die aan de buitenkant van de geofoon. Door de trillingen, trilt de spoel ook. Door de magneet ontstaat elektrische spanning, die wordt doorgegeven aan de computers. Door dit meerdere keren te doen krijg je een beeld van de bodem.

Warmte

De temperatuur van de kern is veel groter dan aan het oppervlak. De oorsprong van deze warmte bevindt zich in het ontstaan van de aarde. Toen klonterden veel brokken steen samen en de zwaarte-en kinetische energie die ze daarbij verloren werd omgezet in warmte. Maar zodra de planeet gevormd was, begon hij af te koelen.  Dit gaat heel langzaam, omdat er ook andere warmtebronnen zijn zoals het verval van radioactieve stoffen in de kern. Ook werken er door de zon en maan getijdenkrachten op onze planeet. Door deze krachten dat komen er vervormingen in de aarde. Hierbij komt warmte vrij.

Hoe dieper het gesteente, hoe hoger de temperatuur. Dit is ook het geval bij de lithosfeer. Op een bepaalde diepte, is de temperatuur hoog genoeg dat het makkelijk te vervormen is. Daar begint de asthenosfeer. De smelttemperatuur is diep in de aarde ook veel hoger dan aan het oppervlak, door de hoge druk.

Er wordt ook in het inwendige van de aarde warmte getransporteerd. Dit kan door straling, stroming of geleiding. Straling gaat hier heel moeizaam. Stroming en geleiding gaan veel makkelijker. Bij stroming gaan de warme gesteente omhoog en de koudere gesteente omlaag. Dit noem je convectie. De seismische golven gaan bij koude gesteenten veel sneller dan bij warmere gesteenten in de mantel.

Elektrische meetmethoden

Ook kun je bodemonderzoek doen op basis van z’n soortelijke weerstand. Door 2 elektroden in de grond te plaatsen en daar een spanning op te zetten, zal er een stroom gaan lopen door de grond. Deze hangt af van de weerstand van de grond en de spanning. Het spanningsverschil tussen deze 2 elektroden is een indicator voor de weerstand van de bodem.  Als 2 bodemlagen hebt met verschillende soortelijke weerstanden zal de stroom vooral naar de laag gaan met de laagste soortelijke weerstand gaan. Maar als dit de bovenste laag is, zal het eerst door de onderste laag gaan. Door de afstand van de elektroden steeds te vergroten  komt er steeds meer meetbare stroom in de bovenste laag,  en kun je een diepteprofiel opstellen van de bodem.

Magnetisme

Het magneetveld van de aarde wordt opgewekt in de kern. Deze bestaat vooral uit ijzer en nikkel. Omdat de kern veel warmer is dan de mantel, ontstaat er warmtestroming van kern naar mantel. Er is ook nog draaiing van de aarde, en de aanwezigheid van tin en ijzer als ionen waardoor er elektrische stromen in de buitenkern ontstaan. De buitenkern kan dan als dynamo een magnetisch veld opwekken. Kompassen werken op dit magnetisme. Er zit een magneetje in de kompas die ervoor zorgt dat de noordpool van de wijzer wijst naar het magnetische zuidpool (geografische noordpool). Als je vlak bij magnetische gesteenten bent is de magnetische kracht van de gesteenten groter dan de magnetische kracht van het aardmagneetveld. De wijzer wordt aangetrokken tot de gesteenten en wijst de verkeerde kant op richting de magnetische gesteenten. Zodoende kun je dus met een kompas stoffen vinden die sterk magnetische eigenschappen hebben.

Elektromagnetische meetmethoden