标题：地球物理学
简介
  地球物理学研究范畴地球物理学的很多问题与天文学的相似，因为研究对象很少能直接观察，结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量，在陆地和海上用重力测量仪，在空间则用人造卫星；还包括行星磁场的磁力测量；又包括地下地质构造的地震测量，这用地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行(参阅seismic survey)。
用地球物理技术来进行的研究，证明在为支持板块构造学(plate tectonics)理论提供证据方面是极其有用的。例如，地震学资料表明，世界地震带标示出了组成地球外壳的巨大刚性板块的边界，而古地磁学研究的发现，又使得追索地质历史时期大陆的漂移成为可能。
详细信息
  地球物理学研究范畴主干学科：地质学、物理学）、数学、信号与系统、计算机技术
主要课程：地球物理学(地震学、重力学、地磁学、地电学)、地球物理观测、地球物理数据处理、地球物理正反演、地球物理资料解释、地质学、电动力学、场理论、连续介质力学、信号与系统、数学物理方程、积分变换、复变函数计算机及信息处理等
主要实践性教学环节：包括主要课程的实验和实习、野外地质实习、毕业实习等，一般安排6周～12周。
修业年限：四年
授予学位：理学学士
相近专业：地质学、勘查技术与工程、资源勘查工程
开设院校：中国科学技术大学(五年),北京大学，中国地质大学，吉林大学，防灾科技学院，同济大学，中国石油大学，云南大学，中国矿业大学，长安大学，长江大学，成都理工大学，武汉大学，山东科技大学
1．地球物理学专业的主干学科概况
尽管关于地球物理学的研究具有数百年的悠久历史（关于地球磁场起源于地球内部的文献发表于1600年），但作为一个独立的学科却只有100多年 的历史。1898年，德国G?ttingen大学设立了世界上第一个地球物理学教授职位，并成立了世界上第一个地球物理研究所。在这里，著名地球物理学家 Wiechert开设了一系列关于地球物理观测仪器的课程，培养出了如Gutenberg、Gaiger等一批闻名世界的地球物理学家。
中国的地球物理学是经过了几代人的艰苦努力而发展起来的。1952年，根据新中国经济建设对矿产资源的需求，北京地质学院（现改为中国地质大 学）和长春地质学院（现合并到吉林大学）相继成立了地球物理系。从此，一个正规的地球物理教育体系逐渐地建立了起来。1956年，成都地质学院（现改名为 成都理工大学）宣告成立，其勘探地球物理系在1958年开始招生。上述3所地质学院当时均隶属于地质矿产部，其地球物理学课程设置侧重于地球物理方法在固 体矿产、石油和天然气勘探及工程勘探中的应用（应用或勘探地球物理）。这3所学校为新中国培养了大约15000名地球物理工程师和应用地球物理学专家。
与上述各地质学院不同，新中国的综合性大学和研究机构侧重于地球物理学理论的研究与教学。1956年北京大学设置了地球物理学课程，1958年 成立地球物理系；中国科学技术大学在1959年设立地球物理系；云南大学在20世纪60年代初开设地球物理学课程。综合性大学40多年来为我国固体地球物 理学、航天、通讯和太空科学领域培养了许多优秀的骨干人才，教学科研水平受到国内外同行的肯定，是我国培养固体地球物理学和空间科学人才的重要基地。
在20世纪50年代末和60年代初，随着固体矿产和碳氢化合物能源勘探任务的增加，国家对应用（勘探）地球物理学人才的需求量也极大地上升了。 为了满足国家的需要，当时隶属于不同部委的大约10所大学和学院招收地球物理学或应用地球物理学生，这些学生主要是地球物理专门化的学生。因此，地球物理 学毕业生急剧增加。
1966年"文化大革命"开始，所有地质（矿业）学院和综合性大学基本上停止招生，直到1972年复课。1972年到1976年，地球物理学教育是非学位教育，学制从4年改为3年。
1977年恢复高考制度至1997年，高等学校的地球物理学教育步入正常轨道。基本上是综合性大学侧重于理论地球物理学，工科学院侧重于勘探地球物理学（通称应用地球物理学）。到1997年为止，授予地球物理学学士学位（理、工）的高校有19所（表1）。
表1 1997年授予地球物理学学士学位高校一览表
学校名称
隶属关系
授予学士学位情况
备 注
北京大学
教育部
理学学士
中国科学技术大学
中国科学院
理学学士
云南大学
教育部
理学学士
中南工业大学
教育部
工学学士
同济大学
教育部
工学学士
合肥工业大学
教育部
工学学士
中国地质大学（北京） [1]
地质矿产部
工学学士
中国地质大学（武汉）[2]
地质矿产部
工学学士
长春科技大学[3]
地质矿产部
工学学士
成都理工大学 [4]
地质矿产部
工学学士
西安工程大学[5]
地质矿产部
工学学士
石家庄经济学院[6]
地质矿产部
工学学士
中国石油大学
石油天然气公司
工学学士
中国矿业大学
煤炭工业部
工学学士
西南石油大学
石油天然气公司
工学学士
大庆石油学院
石油天然气公司
工学学士
江汉石油学院
石油天然气公司
工学学士
桂林工学院
冶金工业部
工学学士
华东地质学院
核工业部
工学学士
中国海洋大学
教育部
工学学士
注：[1]、[2] 中国地质大学（北京）、中国地质大学（武汉）原名为北京地质学院；[3] 长春科技大学
原名为长春地质学院；[4] 成都理工大学原名为成都地质学院；[5] 西安工程大学原名为西安地质学
院；[6] 石家庄经济学院原名为河北地质学院。
随着国家经济体制改革的发展，在20世纪90年代地学所涉及的勘探行业开始萎缩。由此而带来的后果是毕业生就业市场变得饱和。在这种形势的逼迫 下，原来的"专业"院校纷纷扩展自己的办学领域，地质矿产部所属的地质学院多数改换了校名。地球物理教育事业处于历史上最困难的时期。
1998年教育部颁布实施新修订的《普通高等学校本科专业目录》。在这一《专业目录》中，开设了40余年的应用地球物理专业与勘察工程、水文地 质与工程地质（部分）、应用地球化学（部分）等专业合并，统称为"勘查技术与工程"。在这个新专业中，勘查（探）地球物理（应用地球物理）仅被作为一种技 术方法而不是一个专业，这直接影响了地球物理学专业的发展。新《专业目录》公布后，有关高校为了地球物理学的学科专业建设，同时也为了满足社会经济发展对 地球物理专业人才的需要，在1998年以后纷纷设立了地球物理学专业。到目前为止，开设地球物理学专业的高校已达到10所（见表2），其中大部分学校的地 球物理学专业是在原勘探地球物理（应用地球物理）的基础上发展起来的。虽然其课程设置各具特色，但尚未形成地球物理学的规范课程体系。
表2 2009年开设地球物理学专业高校一览表
学校名称
隶属关系
授予学士学位情况
备注
北京大学
教育部
理学学士
中国科学技术大学
中国科学院
理学学士
武汉大学【4】 
教育部
理学学士
云南大学
教育部
理学学士
吉林大学[1]
教育部
理学学士
同济大学
教育部
理学学士
中国地质大学（北京）
教育部
理学学士
中国地质大学（武汉）
教育部
理学学士
长安大学[2]
教育部
理学学士
中国石油大学
教育部
理学学士
中国矿业大学
教育部
理学学士
中国矿业大学（北京）
教育部
理学学士
成都理工大学
四川省
理学学士
桂林理工大学[3]
广西壮族自治区
理学学士
大庆石油学院
黑龙江省
理学学士
防灾科技学院
国家地震局
理学学士
注：[1] 原长春科技大学，于2000年并入新吉林大学；[2] 原西安工程大学，后并入新长安大学。
[3] 原桂林工学院【4】原武汉测绘科技大学并入武汉大学后设的一个学科
地球物理学是在20世纪发展起来的重要边缘学科之一。在碳氢能源与固体矿产资源的勘探与开发、地质灾害的预防与监测、地球环境保护和污染监测等 方面发挥着越来越大的作用。在历史上，地球物理学的发展主要体现在三个方面：（1）不断改进仪器性能和观测技术，提高数据采集精度；（2）不断改进数据处 理和解释方法，提高信息处理、提取和解释的精度；（3）不断提出新的物理参数，扩大信息来源和信息量。
在科教兴国和可持续发展的战略框架下，地球物理学面临着新的挑战和时代赋予的机遇，在地球内部圈层结构，物质-能量的交换和耦合及深层要素等前 沿领域有着艰巨的攻关任务。为了深化对地球本体的认识，为资源、灾害、环境和全球变化提供地球深层物质运动要素，并对其潜在前景进行预测，作为高等学校， 既要参加国内外科研攻关，更重要的是培养高层次的地球物理学人才，为中国地球物理学的发展提供人才保证。
专家研究认为，"科学技术发展到今天，越来越显示出科学技术化、技术科学化的趋势。当今和未来技术的主体是高度科学化的技术，而当今和未来的科 学是高度技术化的科学[1]。地球物理学的发展也是如此。勘探地球物理技术的发展离不开地球物理学理论研究的进步，更需要数学、物理学、电子科学和计算机 科学的最新成就。同样，地球物理学理论研究也不可能没有勘探地球物理学所提供的技术支持。
但作为地球物理学教育，情况并非完全如此。目前，在地球物理学教育中存在着严重的理、工科分离问题。能否处理好这方面的关系，既是关系到地球物 理学教育的关键问题，也是地球物理学学科建设的一个重要方面。地球物理学教育的发展趋势应该是培养基础研究型、应用研究型复合性人才，同时应具有处理一定 层次技术问题的能力。各高校根据自己的实际情况选择侧重于地球物理学工科和地球物理学理科，或者是理工结合。
培养目标
本专业培养具备坚实的数理基础和较系统的地球物理学基本理论、基本知识和基本技能，受到基础研究和应用基础研究的基本训练，具有较好的科学素养及初步教学、研究能力，能在科研机构、高等学校或相关的技术和行政部门从事科研、教学、技术开发和管理工作的高级专门人才。
培养要求
本专业学生主要学习地球物理学方面的基本理论和基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，掌握地球深部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等研究与开发的基本技能。
专业特色
地球物理学是一门介于物理学、地质学、大气科学、海洋科学和天文学之间的边缘学科。它的主要研究对象是人类生息的地球及其周围空间。它用物理学的原理和方法，通过利用先进的电子和信息技术、航空航天技术和空间探测技术对各种地球物理场进行观测，来探索地球内部及其周围空间、近地太空的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上优化和改善人类生存和活动环境，防御及减轻地球与空间灾害对人类的影响，为探测和开发国民经济中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术。  地球物理学研究范畴目前地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。固体地球物理学主要以固体地球作为研究对象，而空间物理则以太阳系特别是日地空间物理环境作为主要研究对象。地球物理学是一门应用性很强的基础学科，它的研究成果不仅有助于增进人类地球及其空间环境的科学认识，而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域，为太空时代的人类活动提供了必要的基础。今天，地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一，其研究成果将对21世纪人类的生存发展、太空环境的充分利用产生重要影响。
地球物理学系创建于1958年，在全国同类专业中历史最悠久。40多年来，本系培养了大批从事固体地球物理学、应用地球物理、空间物理学、航空航天等方面的科学家、工程技术人才和管理人才，为我国科学事业的发展作出了巨大贡献。固体地球物理学、空间物理学是硕士和博士培养基
  地球物理学研究范畴地，并设有博士后流动站。师资力量雄厚，老中青相结合，现有教授8人（其中院士2人，长江学者特聘教授2人，博士生导师8名），副教授11名，高级工程师和高级实验师5名，教学与科研成果突出，在学术界享有很高声誉。本系与国内外许多著名大学和研究机构有着密切的联系及良好的合作关系，参与及主持了多项国际、国内重大科学项目。培养的本科生要具有坚实的数理基础、熟练掌握计算机技术、网络技术、电子技术和较高的外语水平，了解并掌握现代地球物理或空间物理及技术的基础知识。主要基础课程包括：高等数学、数学物理方法、普通物理、理论物理、计算机理论及应用等，此外还可以选修人文科学的课程。大学四年级时，学生可分别在固体地球物理学和空间物理学两个学科方向上选修一定的课程，进行毕业论文的工作。
本系毕业生70%以上考取国内外研究生外，其余主要志愿到科研机构（如中科院、航天部门），高等院校，能源与资源、灾害预测预报、通讯等部门，国家机关，及计算机行业从事科研、教学、工程技术与业务管理工作。
关系
地球物理学就是以地球为对象的一门应用物理学。这门学科自20世纪之初就已自成体系。到了20世纪六十年代以后，发展极为迅速。它包含许多分支学科，涉及海、陆、空三界，是天文、物理
  地球物理学研究范畴、化学、地质学之间的一门边缘科学。作为一个天体来研究地球，地球物理学和天体物理学是分不开的；研究地球本身的结构和发展时，地球物理学又和地质学有很密切的联系。但地球物理学所探讨的范围远不止此，它还包括研究地面形状的大地测量学，研究海洋运动的海洋物理学，研究低空的气象学和大气物理学，研究高空以至行星际空间物理学，研究地球本体的固体地球物理学（或叫做地体学），还有一些较小的分支，如火山学、冰川学、大地构造物理学等等。这些学科中，有的又各有独立的分支。人造卫星出现后，地球物理现象的观测扩展到了行星际空间。行星物理学是地球物理学的一引伸，但它所要解决的问题，离地球越来越远了。
地球物理学，如果狭义的理解，指的就是固体地球物理学。这一般又可分为两大方面：研究大尺度现象和一般原理的叫做普通地球物理学，利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的，叫做勘探地球物理学（或物理探矿学）。应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学，应用于环境探测和监测及环境保护而形成的环境地球物理学。地球物理学形成了独立的分支学科：地震学、重力学、地电学、地磁学，还有正在发展可能形成地热学。
分类
整体而言，地球物理学是利用物理方法研究地球或其他行星的科学，主要研究地球的各种物理性质，包括地球内部及表面的组成及各种自然作用与变化规律。其领域又可区分以下的类别：
地震学(Seismology)：
研究地震、地震波及其在地球的内部传播等与地震有关的科学。地震学是用来研究地球内部结构的一门重要科学。
  地震学重力学(Gravity)：
研究关于地球重力的科学，研究范围包括地球上的重力现象、重力分布、重力场及其他相关性质的研究。
地磁学(Geomagnetism)：
研究地球和大气圈之磁性的科学，主要研究有磁性的现象、来源、磁场等方面。
地电学(Geoelectricity)：
研究地球电场的科学，藉以推导地球内部介质的物性、组成和分布状态。
地热学(Geothermometry)：
研究地球热的科学，包括地球的温度、内部的热流、地表温度分布的现象及地球热能的来源等。
地球物理探勘学(GeophysicalProspecting)：
此为地球物理技术的运用，包括地震、地电、重力和地热等方面，可利用在石油、金属与非金属矿床、地下水资源及工程基址等的探勘及探测上。
研究内容
地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。已故著名地球物理学家赵九章先生是这样形容地球物理学的——“上穷碧落下黄泉、两处茫茫都不见”。
地球物理学的研究内容总体上可以分为应用和理论地球物理两大类。应用地球物理(又称勘探地球物理)的研究范围比较广泛，主要包括能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程探测等。勘探地球物理学利用地球物理学发展起来的方法进行找矿、找油、工程和环境监测以及构造研究等，方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、反演、解释，进而推测地下的结构构造和矿产分布。勘探地球物理学是石油、金属与非金属矿床、地下水资源及大型工程基址等的勘察及探测的主要学科。
  地球物理学理论地球物理研究对地球本体认识的理论与方法。如：地球起源、内部圈层结构、地球年龄、地球自转与形状等，具体包括地震学、地磁学、地电学、地热学和重力学等。理论地球物理学通过地震波场和电磁波场探测发现了位于上地幔的软流层，为活动论的新的地球观提供了惟一站得住脚的理论依据；通过全球大地热流量的测量圈定了热的洋脊和冷的消减带，结合古地磁研究结果和大洋中脊的条带状磁异常特征，为海底扩张和大陆飘移学说提供了令人信服的佐证；通过全球地震活动性和震源空间分布特征、全球重力、地磁和地热测量，为板块边界的划分提供了准确的依据；综合各种全球性的地球物理观测结果，对地球热状态、岩石圈热结构和流变性质提供了新的认识，为一直悬而未决的板块运动驱动机制问题的解决提供了新的依据。
地球物理学是以地球为研究对象的现代应用物理学，这门学科从20世纪初就自成体系。到了20世纪60年代发展极为迅速，地球物理学包含许多分之学科，涉及陆、海、空三域，是天文、物理、数学、化学和地质学之间的一门边缘学科。随着时代的发展，地球物理学的多学科交叉现象越来越明显，数学、物理、计算机科学、天文学等众多学科的发展大大促进了地球物理学的发展。在地球物理学天地里，既可以从事地磁场起源、地震发生机理这样的极负挑战性的研究，可以从事油气勘探、矿产勘探这样的关系到国家经济建设的应用性研究工作，也可以从事大气物理等交叉学科的研究工作。通过地球物理学专业培养出来的学生要掌握系统的数学物理基础理论和基本知识，有较强的计算机应用能力和较高的外语水平，具有扎实的地球物理专业知识和基本的实验技能，受过从事基础研究或应用研究的初步训练，具有较强的知识更新能力。
应用
1．从事地质类专业勘查，以科研工作为主要方向，通过各种地球物理方法从事地质研究。包括复杂地质条件下大型岩体工程稳定性分析的理论与方法；地震正反演及地震数据处理中的热点问题研究；重大工程建设和城市发展中的环境工程地质问题；灾害环境下重大工程安全性问题的基
  意大利火山喷发础研究；滑坡形成机理与预测预报等。可以到地质调查局、海洋局等相关单位就职或科研院所，大专院校做相关的研究，教学工作。2、预测自然灾害，利用各种数字地震台网和台站观测数据为基础，结合重力、形变等地球物理观测手段，通过震源运动学与动力学、近断层地面运动和重力变化场等方面的研究，为地震发生机理研究与地震预测提供理论指导。开展工程与城市防震减灾基础理论和应用技术研究；开展地震区划理论研究，编制地震区划图；开展强震观测、震害调查场地勘测与工程结构测试与分析；开展城市灾害预警和减灾技术、地震紧急救援技术与方法研究。
3．从事工程探测类，通过地球物理方法，探测工程、建筑进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等，通过工程地质、浅层地球物理与岩土力学的理论、实验研究和工程实践及其信息综合集成，认识地球表层物质、结构、状态及其在自然和工程作用下变形破坏机理与过程，评价工程岩土体的稳定性及其环境效应，寻求相应的工程技术与处理措施，保证重大工程的安全构筑与运行，实施工程建设与环境保护、改善相互协调。
4．用以勘查石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产，可以到涉及到煤田、油田、矿井性质的国有大中型企业做相关技术性工作。中国石化，中国石油，中国海洋石油等大型国企都有大量的地球物理学专业人才。
5．做相应的地球物理软件程序设计，地球物理仪器开发等工作，广泛应用于环保、城市给排水、地质、冶金、卫生防疫、商检、农业、渔业及教育科研等多个领域，这是在国内较为紧缺的行业。
6．其他工程应用。提供区域地质；矿产地质；工程地质勘查；地球物理勘查；水文凿井；城
  地球物理学家市地下管线勘测及系统建设；路、桥、基桩质量无损检测；地质灾害评估与治理；地形测量、工程测量；管道测漏；地理信息系统建设；专题地图制作；农业地质；旅游地质；非开挖管线铺设；岩矿测试；矿产品开发等服务。总之，地球物理专业主要致力于开展战略性、综合性、先导性的应用基础创新研究，以解决国家在进行水电、矿山、油气勘探、铁路、交通、国防等部门工程建设中所提出的各种工程地质力学、地表结构、勘探地震资料处理难题。随着国民经济的快速发展，随着市场需求的不断增长，地球物理专业有着越来越广阔的发展空间！
历史发展
地球物理学学科中的地震学和地磁学两个领域有着悠久的历史，在这两个方面我国均为先驱。我国古书籍中就记载有早至公元前20世纪关于极光的现象。东汉张衡在公元132年设计制造了世界上最早的地震仪——候风地动仪。我国约于10世纪就已将指南针用于航海。唐僧一行（683——727）、宋沈括（1031－1095）均对有关地球物理问题作过研究。地球物理学也是早期经典物理学的重要研究内容。牛顿由研究地球和月球的运动而发现了万有引力，由此产生了重力学；牛顿以后的许多数学家和物理学家都曾对地球物理学的研究作出过重要贡献，为地球物理学的形成和发展奠定了基础。
地球物理学的发展与科学本身的发展条件和人类生存需要密切相关。在18、19世纪时地球物理学的一系列问题是物理学中引人注目的领域。20世纪20年代开始利用地震波走时理论研究地球内部的分层结构取得突破性进展。30年代兴起的地球物理勘探（特别是地震勘探），对资源的开发和利用起到了关键作用。40年代，特别是第二次世界大战以后发展起来的地壳与上地慢的地震探测极大地深化了人类对岩石层（圈）的认识。50年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。另外，人类在本世纪初探测到了电离层，随后实现了无线电通信。50年代末人造卫星发射成功，发现了辐射带、太阳风和磁层顶，空间物理学迅速发展为一门独立学科，为人类航天活动提供环境认识的保证。
50年代的国际地球物理年，舰年代的上地慢计划，70年代的地球动力学计划、国际磁层计划，幼年代、切年代的国际岩石层（圈）计划、地圈一生物圈计划、全球电离层和热层计划、国际日地物理计划，使地球物理学研究取得了新的进展。板块构造学说的提出和新地球观的形成，日地空间各层次能量耦合作用的发现，改变了一系列传统观念。
近代正在发展的岩石层（圈）地震层析成象，全球与区域的三维结构，复杂地质构造中地震波理论，地震震源的动力学破裂理论，地球内部介质的不均匀性和非线性特征，热动力机制与演化，环境地球物理，地震灾害预测，流体在岩石层（圈）介质中的作用，日地系统整体变化和地球空间环境预报，反演理论与方法等方面的研究，以及大型快速电子计算机、航空、海洋和空间探测技术的应用，将进一步提高地球物理的研究水平，深化人类对地球物理问题的认识。
地球物理学是一门应用性很强的基础学科，它的研究成果有助于增进人类对所生息的地球及其周围空间环境的科学认识，而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域。例如，勘探和开发利用石油与天然气、地热资源、金属与非金属矿藏，预测与预防（或防治）诸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然灾害，保护与监测地球生态环境，保障目地空间环境中航天飞行安全等。今天，地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一，并且与地质科学有密切联系，其研究成果将对21世纪人类的生存发展产生重要影响。
当代地球物理学面临严峻的挑战，如自然灾害、能源需求急增、资源短缺、环境恶化、人口增长对土地的压力等均直接威胁着人类的生存与进步，空间开发国际竞争则直接关系到国家安全和利益。地球物理学家必须投入研究和解决一系列严峻的挑战性问题，为确保人类社会的可持续发展作出贡献。
地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。[1]