Geofísica

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Geología

Del griego gee, tierra, y fisikos, físico, esta voz fue asignada a la rama geológica que estudia las propiedades y condiciones físicas de la superficie y del interior del Globo terrestre. Sabido es que, desde siempre, y muy lejos de pretender constituir una ciencia física emancipada, la utilización del microscopio polarizante y las leyes fisicomatemáticas de la óptica no son sino simples técnicas o rutinarios elementos de trabajo en Mineralogía y Petrografía. Análogamente, las mediciones indirectas de la densidad, propiedades eléctricas, magnéticas, etc., de las rocas -lo mismo que la aplicación de las citadas leyes ópticas a la refracción y reflexión de las ondas elásticas en las discontinuidades litológicas o estructurales del interior terrestre- no pueden, por sí solas y cual mero compendio de técnicas físicas sin sujeto propio, llegar a constituir una auténtica ciencia autónoma. De otro lado, también es cierto que la reciente eclosión y vertiginosa proliferación de estas técnicas ha sorprendido a los geólogos en un momento en que, carentes de una adecuada preparación fisicomatemática, su estructuración y disposición mental estaban canalizadas en la especialización hacia un mayor detalle y perfección en sus habituales métodos de observación directa. Ésta ha sido, entre otras, la circunstancia que, en demasiadas ocasiones, ha permitido alzarse a la G. como estamento individualizado, aunque obviamente inestable al apoyarse sobre teóricos o apriorísticos razonamientos fisicomatemáticos, tantas veces aleatorios o marginales respecto a la propia esencia y natural diversidad del sujeto terráqueo. Por ello, no obstante, el enorme esfuerzo realizado por la Física y las Matemáticas para aquella eclosión y vertiginoso perfeccionamiento de las técnicas geofísicas, lo cierto es que a causa de los grandes di$pendios requeridos para la utilización de estas técnicas y, muy principalmente, del hecho de que una buena parte de ellas han pretendido el progreso de la G. al margen de las realidades geológicas, nos encontramos ante la realidad de distar mucho todavía de haber logrado una apreciable o paralela proporcionalidad en el progreso de nuestros conocimientos sobre la naturaleza y condiciones físicas imperantes en el interior de la Tierra. En suma, la G. no constituye sino un haz de técnicas fisicomatemáticas que el geólogo debe apresurarse a asimilar, seleccionar y utilizar rutinariamente con miras a que puedan contribuir, realmente, al perfeccionamiento de nuestros conocimientos sobre la constitución geológica de la Tierra.

Ciencias anexas y subdivisiones. Al margen de la Geología que, obviamente, constituye su objetivo central o auténtica finalidad, las investigaciones geofísicas tienen un lógico nexo con las Matemáticas y con todas las ramas de la Física. La Mecánica celeste y la Geodesia coadyuvan a la explicación de los movimientos y la forma de la Tierra, amén de justificar su campo gravífico. La Dinámica facilita la interpretación de los desplazamientos experimentados por sus fases gaseosa (atmósfera) y líquida (aguas oceánicas). La Termología estática coopera en el análisis cuantitativo del flujo térmico recibido y expelido por la Tierra, mientras la Termodinámica justifica aquellos procesos y permite atisbar los inherentes al metabolismo endógeno. La óptica colabora en la interpretación de la propagación (por refracción y reflexión) de los impulsos elásticos naturales y artificiales. La Electricidad y el Magnetismo ayudan a interpretar los campos geoeléctrico y geomagnético, así como a determinar experimentalmente la conductividad eléctrica y las propiedades magnéticas naturales que, como la radiactividad, se traducen en parámetros específicos de muchos minerales y rocas permitiendo su identificación en el sustrato, etc. Ateniéndonos a su etimología, en la G. deben encuadrarse todas aquellas ramas científicas que, utilizando fundamentos y directrices fisicomatemáticas, coadyuvan a la perfección de nuestros conocimientos sobre la Tierra. Habida cuenta de las tres fases o estados (sólido, líquido y gaseoso) mostrados por nuestro planeta, su consideración parece lógica y natural a la hora de establecer en la G. unas subdivisiones aun existiendo razones que impiden dotarlas de estricta individualidad. En efecto, de una parte, aquellos tres estados terrestres son netamente reversibles y, de hecho, la Tierra presenta una gama de fases intercaladas entre ellos; de otro lado existe un cúmulo de propiedades físicas que, muy lejos de ser exclusivas para uno u otro estado, afectan indistintamente a las tres fases del planeta: termología estática y dinámica, difracciones, refracciones y reflexiones de ondas e impulsos, campos eléctricos, magnéticos, radiactivos, etc. Estas convergencias de propiedades físicas en los tres estados de la materia han sugerido a algunos investigadores el establecimiento de subdivisiones basadas en la naturaleza física de las propiedades consideradas; este criterio todavía entraña una mayor complejidad, dimanada de las enormes disparidades existentes entre los campos impresos por cada propiedad en cada estado de la materia. Apoyándonos en la consideración de los estados físicos de la materia en la superficie terrestre dividimos la G. en tres ramas: atmosférica, hidrosférica y litosférica.

Contenido y metodología. La G. no puede prescindir del problema implicado por el propio origen de la Tierra, en cuya dilucidación cooperan la Astronomía cosmogónica, la Cosmofísica, la Cosmoquímica, etc.; las hipótesis geocosmogánicas apoyadas en la concreción de la materia parecen mejor fundamentadas que las basadas en megadisyunciones astrales y, por lo demás, este preámbulo de Geocosmogonía es ciertamente necesario para intuir la naturaleza y propiedades físicas del interior de la Tierra.

Por su parte, la G. atmosférica comprende: la Aeronomía o Física de la alta atmósfera, ocupada del estudio de la densidad, ionización, circulación iónica y atómica, etc., en la parte más alta o externa de la atmósfera, donde se ubica toda una serie de importantes interacciones entre las radiaciones y partículas procedentes del espacio interplanetario y los componentes de la propia atmósfera terrestre. También comprende la Meteorología con toda su secuencia de aplicaciones utilitarias.

La G. hidrosférica comprende la Hidrología continental (incluyendo las aguas subterráneas y las precipitaciones sólidas estudiadas por la Glaciología) así como la Hidrología oceánica u Oceanografía que, amén de las propiedades fisicoquímicas y la dinámica de las aguas oceánicas, abarca el estudio de los sedimentos acumulados en los fondos marinos cuya morfología, estructura y origen constituyen un capítulo primordial.

Finalmente, la G. litosférica estudia los fenómenos físicos inherentes al estado sólido terrestre, incluyendo la gama de fases intermedias (estados viscosos temporales) así como otros estados físicos posibles en las singulares condiciones implicadas por las enormes presiones y temperaturas presumibles en las regiones profundas del Globo terráqueo. Algunos de aquellos fenómenos físicos se concretan a sectores geográficos definidos y se caracterizan por violentas y espectaculares eclosiones energéticas que, traducidas en erupciones volcánicas y terremotos, constituyen los sujetos estudiados en la Vulcanología y la Sismología, respectivamente. Otros fenómenos afectan a todos los estados físicos del Globo y trascienden a la totalidad de la superficie terrestre traducidos en sendos campos de fuerzas; tal es el caso de la electricidad y el magnetismo terrestres en los que, la Geoelectricidad y el Geomagnetismo han logrado desentrañar y discriminar cuantitativamente las partes correspondientes a un potencial exterior (exógeno) así como la distribución geográfica del potencial generado en el interior de la Tierra, procediendo al análisis de sus variaciones de pequeño periodo (relacionadas con el campo externo) y de gran periodo (que testimonian la continuidad del metabolismo fisicoquímico en el interior de la Tierra). Asimismo, los fenómenos gravitatorios, radiactivos y geotérmicos se distribuyen con intensidad varia por toda la superficie terrestre; la evidenciación e interpretación geológica de estas heterogeneidades distributivas (en superficie y en profundidad), así como el análisis de sus variaciones cuantitativas temporales y factores condicionantes de todos estos fenómenos, constituyen, respectivamente, los sujetos de la Gravimetría, la Georradiactividad y la Geotermia.

La actual fenomenología geofísica permite presumir su ininterrumpida continuidad desde el origen de la Tierra hasta nuestros días con actividad exacerbada durante las revoluciones orogénicas que, reflejadas en la estructura de la corteza terrestre, son datadas por la Geocronología apoyándose en los conocidos periodos específicos de desintegración de los principales minerales radiactivos. La continuidad actual o vigencia de todos estos fenómenos geofísicos constituye el sujeto de la Tectonofísica que, a través de sus resultantes superficiales, analiza aquella fenomenología dimanada de los procesos fisicoquímicos que, compendiando un auténtico metabolismo endógeno, acaecen continua y sigilosamente en el interior de la Tierra traduciéndose, de cuando en cuando, en violentas y espectaculares eclosiones energéticas superficiales. Estos fenómenos también conducen a alteraciones volumétricas y distributivas de los bloques continentales cuyo control (mediante nivelaciones de precisión, análisis de las variaciones de latitud, etc.) corresponde al dominio de la Geodesia que, asimismo, ocupada del estudio de la forma y dimensiones generales de la Tierra, constituye la rama científica complementaria de la G. lo que justifica el ensamblamiento de ambas ciencias de la Unión Geodésica y Geofísica Int. (UGGI) que, a través de sus Asociaciones, rige las actuales directrices de investigación en las diversas ramas de la G. Las observaciones experimentales de algunos fenómenos geofísicos son efectuadas en observatorios fijos que, dotados de equipos instrumentales idóneos para el registro continuo de algunos aspectos de la geoactividad, pueden clasificarse en meteorológicos, sismológicos, geomagnéticos, geoeléctricos y vulcanológicos, siendo frecuentes los de carácter mixto.

Desarrollo y perspectivas. La sistematización de las observaciones geofísicas científicas fue iniciada a mediados del s. XIX, pero hasta el XX no era adecuada la red mundial de observatorios geofísicos. Por ello, la estructuración doctrinal de la G. es tan reciente como la fundación de la UGG1, integrada por siete Asociaciones Int.: Geodesia, Sismología y Física del interior de la Tierra, Meteorología y Física de la Atmósfera, Geomagnetismo y Aeronomía, Oceanografía Física, Hidrología Científica y Vulcanografía, que cada cuatrienio celebran conjuntamente una Asamblea General. Debemos citar a los geodestas George B. Airy y W. A. Heiskanen, a los sismólogos Beno Gutenberg y C. F. Richter, a los geomagnetólogos Sidney Chapman y J. Bartels, así como a los oceanógrafos l. Cook (v.) y W. Thomson Kelvin (v.), cuyas aportaciones dotaron de rango científico a estas ramas geofísicas. En la mayoría de los países funcionan importantes observatorios geofísicos integrantes de la red mundial (al margen de las múltiples estaciones meteorológicas y mareográficas). España tiene nueve observatorios: Fabra (Barcelona), Ebro (Tortosa), Logroño, Toledo, Alicante, Granada, Almería y San Fernando (Cádiz); entre los geofísicos españoles hay figuras eminentes como Odón de Buen y Navarro de Paula (Oceanografía), Lorente y Fontseré (Meteorología), los PP. Rodés y Romañá S. 1. (Geomagnetismo y Aeronomía), Inglada y Sans Huelin (Gravimetría), Rey Pastor y Fontseré (Sismología), el Observatorio del Ebro en investigaciones ionosféricas, etc. Observatorios iberoamericanos son: Teoloyucan (Méx.), San luan (Pto. Rico), Huancayo (Perú), Vassouras (Brasil), Pilar y La Plata (Arg.), Santiago (Chile), etc.

V. t.: TIERRA II; PROSPECCIóN GEOFíSICA; GEOCRONOLOGíA; ATMóSFERA; METEOROLOGÍA; HIDROLOGÍA; HIDROGEOLOGíA; OCEANOGRAFíA Y OCEANOLOGíA; CORTEZA TERRESTRE; TECTóNICA; MAGNETISMO II; PALEOMAGNETISMO; TERREMOTOS II; VOLCANES; GRAVEDAD; GEOTERMIA; GEODESIA; GEOTERMIA; etC.

C. GAIBAR-PUERTAS.

BIBL.: 1. BARTELS, Geophysics I y II, en Handbuch der Physik, 47 y 48, Berlín 1956-57; B. F. HOWELL, Introduction to Geophysics, Nueva York 1959; S. K. RUNCORN, Methods and techniques in Geophysics, Londres 1960-1966.