Se utilizan varios fenómenos físicos para sondear debajo de la superficie donde los científicos no pueden acceder directamente a la roca.
Estos pueden incluir encuestas de gravedad, magnetismo, sismicidad o magnetotelurgia.
[5] Los datos reducidos pueden no proporcionar una imagen lo suficientemente buena debido al ruido de fondo.
Este problema tiene incertidumbres debido al ruido y la cobertura limitada de la superficie, pero incluso con una cobertura perfecta, muchos modelos posibles del interior podrían ajustarse a los datos.
Por lo tanto, se deben hacer suposiciones adicionales para restringir el modelo.
Para características más complejas, se puede obtener un modelo 3D mediante tomografía.
Además, si hay discontinuidades entre las capas de la roca o el sedimento, se reflejan ondas sísmicas.
[7] La reflexión sísmica se utiliza para obtener imágenes de capas casi horizontales en la Tierra.
A escala regional, los perfiles se pueden combinar para obtener una estratigrafía de secuencia, lo que permite fechar las capas sedimentarias e identificar el aumento eustatico del nivel del mar.
Son particularmente útiles para el trabajo de reconocimiento inicial en tierra en investigaciones geotécnicas, arqueológicas y geofísicas forenses.
Los métodos geofísicos se pueden utilizar para buscar o mapear un sitio arqueológico de forma remota, evitando excavaciones innecesarias.
En los estudios de un posible sitio arqueológico, las características cortadas en el suelo (como zanjas, pozos y postoles) pueden detectarse, incluso después de rellenarse, mediante resistividad eléctrica y métodos magnéticos.
[14] La geofísica forense se usa cada vez más para detectar objetos/materiales cercanos a la superficie relacionados con una investigación criminal o civil.
Las investigaciones geotécnicas utilizan la geofísica cercana a la superficie como una herramienta estándar, tanto para la caracterización inicial del sitio como para evaluar dónde posteriormente llevar a cabo una investigación intrusiva del sitio (SI) que involucra perforaciones y pozos de prueba.
[19] Las técnicas varían según el objetivo y los materiales del anfitrión como se menciona.