ભૂભૌતિકશાસ્ત્ર : ભૂવિદ્યાઓ (earth-sciences) પૈકીની એક વિજ્ઞાનશાખા. ભૂસ્તરશાસ્ત્ર સાથે સંકળાયેલી તે એવી શાખા છે, જેમાં પૃથ્વીના અભ્યાસ માટે ભૌતિકશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કેટલાક તેને ભૂસ્તરશાસ્ત્રની શાખા તરીકે તો કેટલાક તેને અલગ વિજ્ઞાન તરીકે ઘટાવે છે. પૃથ્વીના બંધારણમાં રહેલાં દ્રવ્યોના ઘનતા, ચુંબકત્વ વગેરે જેવા ગુણધર્મોનો તલસ્પર્શી અભ્યાસ કરવામાં વિશિષ્ટ પ્રકારનાં સાધનો-ઉપકરણોનો ઉપયોગ થતો હોવાની બાબતમાં અન્ય ભૂવિદ્યાશાખાઓથી તે અલગ પડે છે; જ્યારે ભૂસ્તરશાસ્ત્રની ખાસિયત એ છે કે તેમાં દ્રવ્યોનાં પ્રત્યક્ષ અને સીધેસીધાં જ અવલોકનો કરવાનાં હોય છે.
આ વિજ્ઞાનશાખાના બે વિભાગો પાડી શકાય છે : (1) સામાન્ય ભૂભૌતિકશાસ્ત્ર અને (2) અન્વેષણ અથવા વ્યાવહારિક ભૂભૌતિકશાસ્ત્ર. સામાન્ય ભૂભૌતિકશાસ્ત્રમાં પૃથ્વીના સામાન્ય ગુણધર્મોની જાણકારી મળે છે; જ્યારે અન્વેષણ ભૂભૌતિકશાસ્ત્ર પોપડા તેમજ પેટાળનાં આવરણોના અભ્યાસને આવરી લે છે. તેમાં સિવિલ ઇજનેરી સમસ્યાઓના ઉકેલ, તેલ-વાયુ-જથ્થાઓનાં સ્થળોની ખોજ, ભૂગર્ભજળની ખોજ, ધાતુખનિજ-નિક્ષેપોની ખોજ તથા તેમના અંદાજ જેવી વ્યાવહારિક બાબતોનાં નિરાકરણ લાવી શકાય છે. આ માટે ગુરુત્વ, ભૂકંપીય, ચુંબકીય, વિદ્યુત-નિરીક્ષણ-પદ્ધતિઓ દ્વારા વિવિધ પ્રકારનાં અન્વેષણો કરવામાં આવે છે.
આ ગુણધર્મોની માહિતી ભૂપૃષ્ઠ પરથી જ તે તે પદ્ધતિઓને અનુરૂપ સાધનો મારફતે ઝડપથી તેમજ સરળતાથી મેળવી શકાતી હોવાથી આર્થિક રીતે ફાયદાકારક બની રહે છે.
ઇજનેરી ભૂભૌતિકશાસ્ત્ર એ અન્વેષણ ભૂભૌતિકશાસ્ત્રની પ્રશાખા છે, જેમાં જુદા જુદા વિસ્તારોનાં અધોભૂમિ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અર્થઘટનો દ્વારા સિવિલ ઇજનેરી સમસ્યાઓના ઉકેલ લાવી શકાય છે. તેમાં બાંધકામ-પાયા (foundations), બાંધકામની રેખીય સ્થિતિ (alignment), નહેરો-જળાશયો-જળસંચયસ્થાનો(reservoirs)માંથી થતો જલસ્રાવ, ઇમારતી બાંધકામ માટેના યોગ્ય ખડકોની ખોજ જેવી બાબતોના ઉકેલ લાવી શકાય છે. કેટલીક સિવિલ ઇજનેરી સમસ્યાઓને ઉકેલવામાં વિદ્યુત-પ્રતિકાર (electrical resistivity) તથા ભૂકંપીય વક્રીભવન (seismic refraction) પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે.
ભૂભૌતિકશાસ્ત્રના પેટાવિભાગો : ભૂભૌતિકશાસ્ત્ર પૃથ્વીની સાથે તેમજ ભૌતિકશાસ્ત્ર સાથે સંકળાયેલાં મહત્વનાં અનેક પાસાં(ક્ષેત્રો-fields)ને આવરી લે છે અને તેથી તે ક્ષેત્રો મુજબ તેના પેટાવિભાગો પડે છે.
પેટાળવિદ્યા (plutology) : ભૂદ્રવ્યગુણ જાણવા માટે આ પેટાવિભાગીય શાખા ઉપયોગમાં લેવાય છે. પૃથ્વીના પેટાળના ખડકોના અભ્યાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી ભૂભૌતિક પદ્ધતિઓને આવરી લેતો આ શબ્દ છે. આ ક્ષેત્રની નીચે મુજબની ચાર મુખ્ય પ્રશાખાઓ છે :
1. ભૂપરિમાણવિદ્યા (geodesy) : પૃથ્વીનાં આકાર અને કદને લગતી શાખા, જેમાં ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રત્યાગી ક્ષેત્રની માપણી દ્વારા નક્કી થતા પૃથ્વીના દળ-વિતરણનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉપરાંત પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણબળની અસર અવકાશમાં કેટલે સુધી થાય છે તે પણ તેની ક્ષેત્રમર્યાદામાં આવે છે.
2. ભૂઉષ્ણતામાપન (geothermometry) : પૃથ્વીની ઉષ્માને લગતી શાખા, જેમાં પેટાળમાં ઉદભવતી ગરમી, તેની સ્થાનભેદે પ્રમાણભિન્નતા, ઉષ્માવાહકતા, ઉષ્માક્ષય અને તે બધાંની ખડકો પર થતી અસરોનો સમાવેશ થાય છે. જ્વાળામુખીશાસ્ત્રમાં તેના સિદ્ધાંતો અને તકનીકોનો ઉપયોગ થાય છે.
(3) ભૂકંપશાસ્ત્ર (seismology) : ભૂકંપ તથા અન્ય પ્રકારનાં ભૂમિઆંદોલનોને લગતી શાખા, જેની મદદથી પેટાળના ખડકપ્રકારો, વિતરણ, સ્થિતિ વગેરેનો તાગ મેળવી શકાય છે.
(4) ભૂગતિવિજ્ઞાન (geodynamics-tectonophysics) : ખડક-વિરૂપતાઓને લગતી શાખા, જેમાં પૃથ્વીનાં ખડકરચનાત્મક લક્ષણો, તેમની અસરો (ગિરિનિર્માણ વગેરે), ખડક-પ્રબળતા તેમજ પ્રતિબળો જેવા અન્ય સંબંધિત ગુણધર્મોના અભ્યાસનો સમાવેશ થાય છે.
જલાવરણીય અભ્યાસ (hydrospheric studies) : જલાવરણના ભૂભૌતિક અભ્યાસમાં જળવિજ્ઞાન અને મહાસાગર-વિજ્ઞાનની શાખાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ભૂગર્ભજળની જાણકારી માટે ઉપયોગમાં લેવાતાં સાધનો મહાસાગર-તળનાં આકારો અને રચના, સમુદ્રજળના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો, સમુદ્રપ્રવાહો, સમુદ્રમોજાં, ભરતી, મહાસાગરોની ઉષ્માગતિવિદ્યાત્મક લાક્ષણિકતાઓ જેવી બાબતો ભૂભૌતિકશાસ્ત્રની ક્ષેત્રમર્યાદામાં આવે છે. ઉપર્યુક્ત બાબતોના આંતરસંબંધો મહાસાગરીય જીવસૃષ્ટિ પર શી શી અસરો ઉત્પન્ન કરે છે તેનો પણ તેમાં સમાવેશ થાય છે.
વાતાવરણીય અભ્યાસ (atmpospheric studies) : પૃથ્વીના સપાટીના બાહ્ય અવકાશ સાથેના સંપર્કો વધ્યા હોવાથી તાજેતરના દસકાઓમાં હવાઈ વિજ્ઞાન(aeronomy)નો પ્રસાર પણ વધ્યો છે. (હવામાનશાસ્ત્રથી આ શાખા જુદી પડે છે.) વાતાવરણમાં થતા રહેતા ફેરફારો, હવામાનની આગાહી, હવા-પ્રદૂષણ, હવાઈ જહાજ-ઉડ્ડયનો વગેરે હવામાનશાસ્ત્રની સીમામર્યાદામાં આવે છે, જ્યારે 100 કિમી.થી ઉપર તરફનું વાતાવરણ તેમજ બાહ્ય અવકાશી વિભાગ હવાઈ વિજ્ઞાનની ક્ષેત્રમર્યાદામાં મુકાય. આ વિજ્ઞાનશાખા સૂર્ય સાથે પણ એટલા માટે સંકળાયેલી ગણાય છે કે પૃથ્વી સૂર્યના વાતાવરણની બાહ્ય કિનારીની અંદર આવી જાય છે, તેથી સૂર્યની અસરોનો અભ્યાસ પણ આ શાખામાં જ આવી જાય છે. ભૂભૌતિક અન્વેષણોથી આ અંગેની બધી માહિતી મેળવી શકાય છે.
ગ્રહીય વિજ્ઞાન (planetary science) : ગ્રહો અને તેમના ઉપગ્રહોની ખગોલીય માહિતી તેમની તસવીરો તેમજ તેમના પરાવર્તિત પ્રકાશના વર્ણપટના વિશ્લેષણમાંથી મેળવી શકાય છે. રડાર પરાવર્તનો આ માહિતીમાં ઉમેરો કરે છે. ચંદ્ર અને અન્ય ગ્રહો પર ગોઠવેલાં સાધનો કે તેમની આસપાસ ઘૂમતાં રહેતાં અવકાશયાનો વિવિધ પ્રકારની માહિતી ઉપલબ્ધ કરી આપે છે. ભવિષ્યમાં તરતી મુકાનાર માનવરહિત કે સહિતની વેધશાળાઓ વધુ માહિતી આપશે. આ બધી જ બાબતો પણ ભૂભૌતિકશાસ્ત્રની મર્યાદામાં આવે છે.
ભૂભૌતિકશાસ્ત્રનાં આંતરસંબંધિત ક્ષેત્રો : ભૂચુંબકત્વ (geomagnetism) અને ભૂવિદ્યુત (geoelectricity) બંને ગુણધર્મો પરસ્પર સંકળાયેલા છે. ઘન પૃથ્વી અને વાતાવરણીય વીજપ્રવાહોને કારણે ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉદભવે છે. ભૂસ્તરીય કાળગણના (geochronology) દ્વારા પૃથ્વીનો ઇતિહાસ જાણી શકાય છે. તેમાં મુખ્યત્વે કિરણોત્સારી ખનિજોનો આધાર લેવાય છે. આ ઉપરાંત, દૂરના તારાઓના વર્ણપટના લાલ વર્ણના ખસવાની ક્રિયા, ચંદ્રનો પૃથ્વીથી દૂર હઠવાનો દર, ઘસારા-કણજમાવટનો દર વગેરે પરથી કાળગણના કરી શકાય છે.
ભૂબ્રહ્માંડવિજ્ઞાન(geocosmogony)ના અભ્યાસ દ્વારા પૃથ્વીની ઉત્પત્તિ, સૂર્યમંડળની ઉત્પત્તિ, આકાશગંગાની ઉત્પત્તિ સમજી શકાય છે. પુરાવાઓ મુજબ આકાશગંગા (milky way, galaxy) અને સમગ્ર બ્રહ્માંડ(વિશ્વ)ની ઉત્ક્રાંતિ(જેનું વય 5થી 8 × 109 વર્ષ અગાઉનું મુકાયું છે)નો ભેદ મેળવી શકાય છે, જેમાં પૃથ્વીની રચના તો માત્ર ગૌણ ઘટના જ લેખાય છે.
અન્વેષણો અને સંશોધન(નિરીક્ષણ)પદ્ધતિઓ (exploration and prospecting) : ભૂભૌતિક તકનીકી પદ્ધતિઓ દ્વારા પૃથ્વીની રચના, ખડકોની રચના, ખનિજતેલ-વાયુ, ભૂગર્ભજળની તપાસ/ખોજ કરી શકાય છે. બહુહેતુક યોજનાઓ(બંધો, ધોરી માર્ગો, બુગદાં, પુલો વગેરે)નું કાર્ય આ શાખાની જાણકારીથી થઈ શકે છે. તે માટે જરૂરિયાત મુજબ ગુરુત્વ, ભૂકંપીય, ચુંબકીય, વીજચુંબકીય, કિરણોત્સારી વગેરે પદ્ધતિઓ કામે લગાડાય છે.
ગિરીશભાઈ પંડ્યા