1. Геофизический метод и его особенности

Геофизический метод - это метод изучения взаимосвязей, сущест­вующих в геосистемах и экосистемах в виде массо- энергообмена методами современной физики (Жучкова, 1982). Наибольшее распространение метод получил в геофизике. Геофизика (от греч. ge - Земля, phis is - природа) - нау­ка о строении, физических свойствах и процессах, протекающих в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли. Эта наука зародилась в страх за­падной Европы на рубеже XIX - XX вв. на базе физики, геологии, астроно­мии, математики, химии, географии. Основными разделами геофизики явля­ются физика твердой Земли, физика гидросферы, физика атмосферы, геофи­зика биосферы, геофизика ландшафта.

Геофизика биосферы - направление, изучающее экосистемы и биосфе­ру в целом как функционально-целостные объекты, физические процессы и явления в биосфере, физическую сторону взаимодействия компонентов с биотой. Геофизика биосферы рассматривает природные процессы в трех ас­пектах: вещественном, энергетическом, информационном.

Геофизика ландшафта - раздел ландшафтоведсния, рассматриваю­щий физические процессы, происходящие в том или ином географическом ландшафте. Основные направления геофизики ландшафта - изучение произ­водительности органического мира при определенном климате, рельефе, поч­венном покрове. Это вызывает необходимость исследования энергетики ландшафта в целом, радиационного и теплового балансов земной поверхно­сти, почвообразовательных процессов, структуры и трофических связей био­ценозов.

Теоретическими основами геофизики биосферы являются труды И. Ньютона (1642 - 1727), М. В. Ломоносова, Б. Франклина (1706 - 1790), til. Кулона (1736 - 1806), А. Лежандра (1752 - 1833), П. Лапласа (1749 -1827), С. Пуассона (1781 - 1840), К. Гаусса (1777 - 1855), А. Беккереля (1852 - 1908) и других исследователей XVIII - XIX вв. Большой вклад в развитие геофизики биосферы внес В. И. Вернадский. Многие его исследования по­священы метаболизму в биосфере. Геофизические идеи В. И. Вернадского нашли развитие в трудах А. Л. Чижевского (1897 - 1964), А. А. Григорьева (1883 - 1968), Г. Ф. Хильми, М. И. Буд ыко (род. 1920), В. Р. Волобуева, А. Д. Арманда, К. Н. Дьяконова (род. 1941), А. Ю. Ретеюма (род. 1941), Ю. Г. Пузаченко (род. 1940). С 1960-х гг. интенсивно развиваются дистанци­онные методы изучения экосистем. В настоящее время активно используется математический аппарат, в т. ч. ПЭВМ.

К основным геофизическим понятиям и определениям относятся гео­физическое поле и ею характеристики - геофизический параметр (величина), напряженность, градиент и геофизическое явление.

Геофшзическое поле - конкретная форма существования материи, свя­зывающая элементарные частицы вещества друг с другом в единые системы и передающие с конечной скоростью действия одних частиц на другие, т. е. осуществляющие взаимодействие этих частиц (Мишон, 1993, с. 13). Каждое геофизическое поле определяется геофизическими параметрами. Физические свойства и состояния экосистем характеризуются различными параметрами -плотность и влажность горных пород, прозрачность воздуха, скорость и на­правление ветра, цвет, соленость и температура воды, биомасса растений и др.

Геофизический метод представляет собой на самом деле совокупность частных геофизических методов. Существуют различные классификации ме­тодов геофизических исследований. В зависимости от поставленных задач методы геофизических делятся на две группы. Одна включает методы изуче­ния строения, состава и свойств биосферы (методы прямого, косвенного и

комплексного зондирования), другая - методы изучения геофизических по­лей, величин и явлений (методы стационарных наблюдений, экспедиционный и теоретического анализа).

По своей природной сущности геоэкосистема представляет собой от­крытую систему взаимодействующих потоков вещества, энергии и информа­ции. Вещество - любое химическое соединение или элемент, возникающие в ходе спонтанно идущих химических реакций и физических процессов и вхо­дящие в природный круговорот веществ. Энергия - количественная характе­ристика (мера) движения материи. Информация - организация или упорядо­чение процессов преобразования и перемещения вещества, расходование энергии и ее накопление, своеобразные сигналы закодированные в природе.

Особенности геофизического метода заключаются в следующем.

1. Геоэкосистемы с помощью геофизического метода изучаются в трех аспектах - вещественном, энергетическом и информационном.

2. Метаболизм (массо-энергообмен) в геоэкосистемах индивидуален и изменяется во времени и в пространстве, поэтому надежность геофизических показателей зависит от длительности и массовости наблюдений.

3. Геофизические исследования обычно проводя! на стационарах.

4. Геофизические наблюдения трудоемки. Они включают количествен­ное измерение всех процессов превращения и перемещения энергии и веще­ства в геоэкосистемах.

5. Для наблюдения используются различные физические приборы и инструменты, в т. ч. автоматической дистанционной регистрации.