CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ ĐỊA CẦU
NGÀNH VẬT LÝ HỌC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐHQG-HCM
1. Tổng quan về ngành Vật lý địa cầu? Mô tả về công việc của một người học Vật lý địa cầu sau khi ra trường? (sự khó khăn, vất vả cũng như cơ hội của ngành này?)
Ngành Vật lý Địa cầu nghiên cứu các trường Vật lý của Trái Đất như trường sóng địa chấn, trường từ, trường điện, trường trọng lực, trường nhiệt,… các lý thuyết về động đất, về chuyển động đối lưu của chất lỏng ở trong nhân Trái Đất, đối lưu ở trong tầng điện li, tương tác giữa gió Mặt Trời và từ quyển Trái Đất, hiện tượng bão từ, dòng điện xích đạo... Nhờ những kết quả nghiên cứu của ngành Vật lý Địa Cầu mà chúng ta biết được cấu trúc của Trái Đất từ tâm ra đến ngoài gồm có nhiều lớp với các tính chất vật lý khác nhau: nhân trong (rắn), nhân ngoài (lỏng), manti và lớp vỏ. Từ trường của Trái Đất được sinh ra bởi chuyển động của chất lỏng ở nhân ngoài và từ quyển có vai trò như một cái lồng bảo vệ sự sống trên Trái Đất khỏi các bức xạ năng lượng cao phát ra từ Mặt Trời. Nghiên cứu cấu trúc từ quyển và tầng điện li trong mối quan hệ Mặt Trời – Trái Đất là một lĩnh vực được cộng đồng các nhà Vật lý Địa cầu thế giới cũng như Việt Nam quan tâm.
Ngành Vật lý Địa cầu có phạm vi ứng dụng hết sức rộng rãi. Ứng dụng quan trọng bậc nhất của ngành Vật lý Địa cầu là nghiên cứu dự báo động đất. Đây là vấn đề chưa được giải quyết do hiểu biết của chúng ta về cấu trúc vỏ Trái Đất và hoạt động kiến tạo của nó vẫn còn rất nghèo nàn. Nghiên cứu động đất còn là đánh giá khả năng xảy ra động đất và mức độ thiệt hại mà nó gây ra đối với từng vùng.
Trong việc tìm kiếm thăm dò dầu khí, các ngành Vật lý Địa Cầu giữ một vai trò đặc biệt quan trọng. Trong giai đoạn đầu khảo sát người ta có thể dùng các phương pháp thăm dò điện từ, thăm dò từ, trọng lực, từ tellua để xác định sơ bộ cấu trúc địa chất. Sau đó sẽ sử dụng các phương pháp thăm dò địa chấn phản xạ, khúc xạ để nghiên cứu chi tiết cấu trúc và bước sau cùng sẽ là khoan thăm dò trong đó các phương pháp địa vật lý giếng khoan (carota) được áp dụng. Có thể khẳng định nếu không có ngành Vật lý Địa Cầu sẽ không có ngành công nghiệp dầu khí.
Ngành Vật lý Địa cầu còn được ứng dụng vào công tác khảo sát thăm dò tìm kiếm khoáng sản, nghiên cứu cấu trúc nông gần mặt đất phục vụ các nhiệm vụ khảo sát địa chất công trình, tìm kiếm nước ngầm, đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường, nghiên cứu sạt lở, đánh giá chất lượng công trình, đo vẽ bản đồ công trình ngầm đô thị, khảo cổ học, viễn thám, nghiên cứu thiên văn.
Sinh viên VLĐC có khả năng vận hành một số thiết bị Địa vật lý thông dụng để thu thập số liệu ngoài thực địa như: máy thăm dò điện, máy ra đa xuyên đất, máy thăm dò địa chấn, máy thăm dò từ và trọng lực; nắm vững được quy trình thu thập số liệu ngoài hiện trường và quy trình minh giải số liệu đo đạc. Sinh viên VLĐC có khả năng sử dụng một số phần mềm cơ bản trong xử lý số liệu thăm dò điện địa chấn, thăm dò điện, ra đa xuyên đất, nắm vững nguyên tắc cơ bản của xử lý tín hiệu và xử lý ảnh, có kiến thức cơ bản về các trường vật lý của Trái đất và thiên văn, vũ trụ học.
Sinh viên VLĐC khi làm việc ở các công ty (ngoài trừ về lập trình và mô phỏng) đều phải thực hiện các đo đạc ở ngoài trời, trong nhiều điều kiện thời tiết và thời gian khác nhau. Ví dụ: khảo sát địa chất, khoán sản thì có thể làm việc trong rừng, kiểm tra không phá hủy, đo vẽ bản đồ công trình ngầm thì có thể phải làm ban đêm, thiên văn học cũng quan sát tốt nhất vào ban đêm, khảo sát dầu khí làm trên biển, … Do đó, sinh viên khi ra trường cần phải có sự say mê với công việc thì mới có thể đi xa trong ngành.
Bạn sẽ gặp nhiều khó khăn, nhưng khi đạt được kết quả cuối cùng thì sẽ rất hạnh phúc và tự hào, vì bạn có thể nhìn thấu vào trong lòng đất chỉ bằng công cụ vật lý. Người ta nói, các nhà địa vật lý là “Ăn cơm dương trần, mà nói chuyện âm phủ”; hoặc có câu thơ về các nhà địa vật lý trong lúc thực địa: “Ta đem trái đất đi ngâm rượu / Đem cả càng khôn nướng làm mồi”.
Hình 1: Sinh viên và giảng viên VLĐC khảo sát thực tế tại Bình Phước
2. Nhu cầu nhân lực của ngành Vật lý địa cầu hiện nay ở nước ta và trong tương lai?
Hiện nay, các yêu cầu về điều tra khoán sản, dầu khí có phần giảm. Do vậy, nhu cầu nhân lực về ngành này suy giảm khá nhiều so với hơn 10 năm trước đây.
Tuy nhiên, với sự phát triển của xã hội, thì các nhu cầu về khảo sát địa chất công trình, đánh giá chất lượng công trình, kiểm tra không phá hủy, đo vẽ bản đồ bằng GIS đang tăng lên.
Hơn nữa, sinh viên VLĐC có thể tham gia vào các công ty về lập trình (Khoa VL hiện đang dạy rất nhiều ngôn ngữ lập trình phục vụ cho các nghiên cứu vật lý, và cũng đã ký kết MOU với một số công ty lập trình). Lợi ích của sinh viên ngành VL nói chung và VLĐC nói riêng là điểm đầu vào thấp hơn so với khối ngành CNTT.
Một hướng phát triển rất hay nữa của sinh viên VLĐC là tìm cơ hội du học ở các nước tiên tiến trên thế giới (nguồn học bổng về các ngành nghiên cứu cơ bản khá lớn). Các ngành mà sinh viên VLĐC có thể theo học là: Geophysics (Địa vật lý), Earth Science (Khoa học Trái đất), Astronomy and Cosmology (Thiên văn học và Vũ trụ học).
Hiện nay, một số giáo sư và trường ĐH nước ngoài đang mong muốn tìm sinh viên tham gia nghiên cứu và học sau đại học ngành thiên văn học.
Hình 2: Hội thảo thiên văn học tại Ngày hội Khoa học mở
3. Các tổ hợp môn tuyển sinh vào ngành này? Người học kém môn vật lý có nên chọn ngành học này không?
Chuyên ngành Vật lý Địa cầu là một trong bảy chuyên ngành thuộc ngành Vật lý học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM. Do vậy, để vào chuyên ngành Vật lý Địa cầu thì học sinh phải thi vào ngành Vật lý học. Các tổ hợp môn thi vào ngành Vật lý học: A01 (Toán - Lý - Anh), A00 (Toán - Lý - Hóa).
Kiến thức vật lý và kỹ năng sử dụng máy tính là yêu cầu quan trọng trong ngành này. Sinh viên sẽ được học các kiến thức cơ bản ở năm 1 và 2 đại học (về vật lý, tin học cơ bản và ngôn ngữ lập trình). Do vậy, khi vào chuyên ngành sinh viên đã được trang bị đủ các kiến thức và kỹ năng để học tốt chuyên ngành. Nên nhớ rằng, bạn chưa học giỏi vật lý ở bậc phổ thông thì không có nghĩa bạn không thể tiếp thu kiến thức vật lý ở bậc đại học. Hơn nữa, kỹ năng sử dụng máy tính là gần như bắt buộc đối với tất cả các lĩnh vực khác nhau.
4. Các tố chất cần thiết để có thể học và làm việc được với chuyên ngành Vật lý địa cầu?
Có ba yêu cầu bắt buộc để thực sự có thể học và làm việc lâu dài với chuyên ngành Vật lý Địa cầu:
+ Kiến thức nền tốt về vật lý, máy tính và ngoại ngữ. Bởi vì ngành VLĐC sử dụng các phương pháp vật lý để nghiên cứu và luận giải các đối tượng khác nhau liên quan đến Trái đất. Ngoài ra, để làm việc tốt với các dữ liệu thu thập được, SINH VIÊN chắc chắn phải sử dụng nhiều các kỹ năng máy tính: sử dụng phần mềm chuyên dụng, viết báo cáo và tính toán trên word, excel, và tốt hơn là thành thạo một ngôn ngữ lập trình để mô phỏng và xử lý dữ liệu. Chắc chắn, việc giao tiếp và đọc các tài liệu tiếng Anh luôn cần thiết đối với tất cả các ngành.
+ Đam mê và quyết tâm. Đây thực sự cũng là yêu cầu bắt buộc đối với tất cả các ngành. Tuy nhiên, công việc của ngành VLĐC đôi khi phải thực hiện ở những địa điểm xa thành phố, điều kiện làm việc tương đối nặng nhọc và thời gian không cố định. Do đó, nếu không có được yếu tố trên, SINH VIÊN sẽ khó đủ kiên nhẫn để gặt hái thành quả.
+ Có sức khỏe để thực địa ngoài hiện trường (máy móc ngành vật lý địa cầu khá nặng), hoặc tập trung một khoảng thời gian dài để thu nhận số liệu (thiên văn học, vật lý khí quyển, quan trắc sự biến đổi trong thời gian dài).
Đối với ngành thiên văn học, ngoài đam mê cần có 1 chút lãng mạn để thấy sự đẹp đẽ của bầu trời, các thiên hà, các ngôi sao, hố đen, …
Hình 3: Khảo sát thực tế
5. Các trường đại học tại Việt Nam đang đào tạo ngành này? (thầy chỉ nhắc cho em vài tên trường, trong đó nói rõ hơn về hoạt động đào tạo chuyên ngành này tại trường ĐH Khoa học tự nhiên (ĐHQG-HCM)?
Ở Việt Nam có nhiều trường đào tạo ngành tương đồng hoặc gần tương đồng với Vật lý Địa cầu: Trường Đại học Mỏ Địa chất, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HN, Trường Đại học Dầu khí, Trường Đại học Bách Khoa và Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM.
Ở Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, chuyên ngành Vật lý Địa cầu thuộc ngành Vật lý học, do Khoa Vật lý - Vật lý Kỹ thuật quản lý. Sinh viên thi vào ngành Vật lý học sẽ được học chung một năm, hai năm tiếp theo sẽ được chia thành hai định hướng. Đến năm 4, sinh viên sẽ chọn một trong bảy chuyên ngành (Vật lý Lý thuyết, Vật lý Hạt nhân, Vật lý Tin học, Vật lý Ứng dụng, Vật lý Chất rắn, Vật lý Điện tử và Vật lý Địa cầu). Khi đó, sinh viên sẽ được học các môn cơ bản liên quan đến chuyên ngành, thực tập thực tế và làm khóa luận tốt nghiệp ở học kỳ cuối cùng. Mục tiêu đào tạo là cung cấp các kiến thức và kỹ năng nền tảng để sinh viên có thể làm việc trong các môi trường, yêu cầu khác nhau. Mong muốn của Khoa VL-VLKT là sinh viên có thể chuyển đổi các hướng khác nhau dựa trên nền tảng kiến thức và kỹ năng đã được chuẩn bị. Ví dụ, sinh viên chuyên ngành VLĐC có thể làm về lập trình, nghiên cứu về vật lý thiên văn và vật lý hạt; ngược lại các em sinh viên ngành VLLT, VLHN cũng có thể học sau đại học và làm việc về hướng VLĐC.
Ngoài ra, ngành Vật lý Địa cầu cũng đang đào tạo bậc thạc sĩ và tiến sĩ. Ở mức độ sau đại học, học viên sẽ được học các môn học ở mức nâng cao, để có thể chủ trì các dự án, đề tài nhà nước hoặc từ doanh nghiệp.
Hình 4: Sinh viên Vật lý Địa cầu khảo sát khảo cổ tại Cần Giờ
6. Giới thiệu một số môn học đặc trưng của chuyên ngành Vật lý địa cầu? Lấy dẫn chứng từ trường ĐH Khoa học tự nhiên (ĐHQG-HCM)?
Một số môn học bắt buộc của ngành Vật lý Địa cầu:
+ Vật lý Địa cầu đại cương: Môn học này bao gồm các kiến thức khái quát về đối tượng nghiên cứu và phạm vi ứng dụng của vật lý địa cầu, trái đất trong hệ mặt trời, sự hình thành và tiến triển của trái đất, trọng lực và hình dạng trái đất, các dị thường trọng lực, địa chấn và cấu trúc bên trong trái đất, nhiệt của trái đất, các dị thường địa nhiệt, địa từ, địa điện và địa động lực.
+ Phương pháp thăm dò địa chấn: Môn học này bao gồm Lý thuyết trường sóng đàn hồi, các khái niệm cơ bản về nguồn nổ, máy đo, các phương pháp và quy trình thu thập số liệu, các phương pháp xử lý và giải đoán tài liệu thăm dò địa chấn phản xạ và khúc xạ. Quy trình (cách thức) làm việc thực tế. Phương pháp địa chấn là phương pháp quan trọng nhất trong thăm dò dầu khí.
+ Thiên văn học: Môn học này bao gồm các kiến thức về các định luật chuyển động của các hành tinh trong vũ trụ (định luật Kepler), định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, các hệ tọa độ trong thiên văn học, điều kiện chuyển động nhật động của các sao, chuyển động của mặt trời trên đường hoàng đạo, sự phân chia mùa và các đới khí hậu, vấn đề đo thời gian, chuyển động của mặt trăng, hiện tượng thủy triều, điều kiện nhật thực, nguyệt thực một phần, toàn phần, nguồn gốc sự hình thành của hệ mặt trời, các đặc điểm, tính chất của mặt trời, đặc điểm, tính chất của các hành tinh trong hệ mặt trời, đo đạc khoảng cách các sao, tính chất của các sao (nhiệt độ, kích thước, màu sắc, …), khảo sát quá trình tiến hóa của sao, vòng đời của một ngôi sao, nguồn gốc hình thành các thiên hà trong vũ trụ, cấu trúc của thiên hà và phân loại thiên hà trong vũ trụ.
+ Quản lý dữ liệu VLĐC trên GIS: Môn học này bao gồm các kiến thức về việc quản lý, lưu trữ, các số liệu đo đạc trong thực địa bằng cách ứng dụng các thành tựu trong công nghệ thông tin; kiến thức về các hệ thống lưu trữ dự liệu, trình bày, thể hiện kết quả đo đạc, minh giải ; kiến thức về việc xử lý các loại dữ liệu, cách thức phân loại, sắp xếp, thể hiện dữ liệu; kiến thức về mối tương quan, so sánh giữa các loại dữ liệu trong việc trình bày, diễn giải ; kiến thức môn học được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như Địa vật lý, Giao thông vận tải, Trắc địa, Viễn thám, Địa lý….
+ Xử lý tín hiệu số cho VLĐC: Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ bản về các phương pháp biến đổi, tính toán và lý thuyết giải bài toán ngược trong lĩnh vực Vật lý Địa cầu. Các phép biến đổi trường trong các miền không gian sẽ được đề cập. Bài toán đa nghiệm đặc trưng của Vật lý Địa cầu sẽ được tiếp cận qua các ví dụ cổ điển cũng như các giải pháp hiện đại. Sự tiếp cận đa chiều về thực tế đa nghiệm được khắc họa bằng sự kết hợp, hỗ trợ và đối chứng của các phương pháp Địa Vật lý khác nhau. Các phương pháp xác suất thống kê trong phân tích ‘big data’ sẽ được giới thiệu và là một trong những ứng dụng quan trọng trong hỗ trợ giải quyết bài toán đa nghiệm. Do đó, môn học xử lý tín hiệu số cho Vật lý Địa cầu sẽ giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan cách tiếp cận giải quyết bài toán Địa Vật lý một cách hiệu quả.
Sinh viên học các môn như Xử lý tín hiệu số cho VLĐC và Quản lý dữ liệu VLĐC trên GIS có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác ngoài VLĐC.
Hình 5: Thầy cô trong bộ môn VLĐC
7. Những khó khăn khi học và làm trong ngành này?
Các thiết bị về Vật lý Địa cầu rất đắt tiền, do đó, các cơ sở đào tạo hiện nay chỉ đáp ứng một phần các thiết bị giảng dạy. Tuy nhiên, các bạn SINH VIÊN vẫn có cơ hội tiếp xúc với các thiết bị hiện đại thông qua việc liên kết giữa cơ sở đào tạo và các công ty, viện, liên đoàn.
Nhu cầu của ngành VLĐC luôn có nhưng số lượng sẽ không bằng các khối ngành về kinh tế và CNTT. Do đó, cơ hội việc làm của ngành VLĐC không dồi dào, đặc biệt khi ngành dầu khí đang gặp nhiều khó khăn.
Làm việc trong ngành VLĐC phải đi thực địa nên cực hơn và đòi hỏi đi xa nhiều so với một số ngành làm việc văn phòng. Ngành VLĐC luôn phải có mặt ở những dự án xây dựng trước nhất nên gặp nhiều trở ngại hơn.
Thu nhập sẽ rất cao khi sinh viên xin được việc ở các công ty về dầu khí hoặc công ty thăm dò địa chất ở trong nước và nước ngoài (Slumberger, EGS Survey); còn khi làm việc ở các liên đoàn, viện thì thu nhập ban đầu hơi thấp. Nhưng khi đủ trình độ để nhận các đề tài, dự án thì thu nhập sẽ tăng rất nhiều.
Cơ hội học sau đại học trong nước và ngoài nước bằng các học bổng là rất dồi dào. Các nước tiên tiến trên thế giới luôn dành nguồn kinh phí lớn để đào tạo các ngành khó tuyển như thiên văn, vũ trụ học, khoa học trái đất (nghiên cứu về động đất, sóng thần, khí quyển, thủy triều, từ trường của trái đất), địa vật lý thăm dò, để phục vụ cho các nghiên cứu về biến đổi khí hậu và môi trường, tìm kiếm khoán sản có ích.
8. Sinh viên học ngành Vật lý địa cầu khi tốt nghiệp có thể làm những công việc gì? Ở Đâu?
Sinh viên ngành Vật lý Địa cầu sau khi ra trường có thể đi làm ở:
+ Các Công ty về Dầu khí: kỹ sư thăm dò và xử lý số liệu của phương pháp từ, trọng lực, địa chấn biển; kỹ sư địa vật lý giếng khoan.
+ Các Liên đoàn (Liên đoàn bản đồ và địa chất, Liên đoàn điều tra tài nguyên nước), các Viện (Viện Vật lý, Viện Địa lý Tài nguyên, Viện Vật lý Địa cầu), Sở Tài nguyên Môi trường: tham gia các dự án nghiên cứu cơ bản như: nghiên cứu sạt lở, điều tra tài nguyên nước, đo vẽ bản đồ từ, trọng lực, phóng xạ cho các vùng khác nhau, đánh giá ô nhiễm môi trường, nghiên cứu các đứt gãy, phân vùng động đất, nghiên cứu tầng điện ly; tham gia các dự án theo yêu cầu của các công ty về xây dựng (khảo sát địa chất, đánh giá chất lượng công trình, đo vẽ bản đồ công trình ngầm).
+ Tham gia giảng dạy và nghiên cứu tại các trường Đại học (trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐH Tài nguyên môi trường, ĐH Bách Khoa, Đại học Dầu khí, Đại học Mỏ địa chất).
+ Các Công ty về nghiên cứu và đánh giá địa chất, Công ty về điều tra và khai thác khoán sản, Công ty về kiểm tra không phá hủy (NDT): kỹ sư vận hành máy, xử lý và minh giải số liệu.
+ Trung tâm Vũ trụ học, đài thiên văn: tham gia các dự án về viễn thám, thiên văn học với các tổ chức trong và ngoài nước.
+ Các công ty về GIS (vẽ bản đồ dựa trên hệ thống thông tin địa lý), thậm chí các công ty về lập trình: kỹ sư lập trình.
+ Ngoài ra, sinh viên còn có cơ hội học sau đại học ở trong nước và nước ngoài về ngành Vật lý Địa cầu và thiên văn, vũ trụ học (các nước như Đài Loan, Nhật, Hàn, Úc, NewZealand đang có nhiều suất học bổng về các ngành này).
9. Mức lương và thu nhập của các ngành nghề thuộc chuyên ngành này?
+ Làm việc tại các công ty dầu khí, khảo sát địa vật lý nước ngoài: > 20 triệu đồng / tháng.
+ Làm việc tại các công ty về NDT, khảo sát địa vật lý trong nước: 10 - 15 triệu đồng / tháng.
+ Làm việc tại các cơ quan nhà nước, các trường Đại học: theo lương cơ bản, nhưng sẽ có thu nhập thêm khi thực hiện dự án.
+ Du học sau đại học: theo học bổng.
+ Học sau đại học trong nước: có cơ hội tham gia các đề tài với các giảng viên.
10. Cơ hội thăng tiến trong nghề này? Cần học hỏi thêm như thế nào để phát triển nhanh trong nghề?
Ngành Vật lý Địa cầu là một lĩnh vực hẹp nhưng đòi hỏi lượng kiến thức lớn, các thiết bị ngày càng hiện đại, nên việc học lên bậc cao hơn, chịu khó tham gia các dự án thực tế sẽ giúp các bạn sinh viên có thêm kinh nghiệm, kiến thức để thực hiện tốt các nhiệm vụ. Ở ngành VLĐC, kinh nghiệm là yếu tố rất quan trọng, vì các đối tượng vật lý bên dưới mặt đất rất đa dạng và bài toán thăm dò địa vật lý luôn có tính đa nghiệm. Do vậy, các công ty luôn sẵn sàng trả mức lương rất cao cho những nhà địa vật lý có nhiều kinh nghiệm.
Dân số càng tăng, nhu cầu xã hội càng lớn, nên chúng ta luôn sẽ muốn khai thác nhiều hơn tiềm năng của Trái đất. Hơn nữa, ngành Vật lý Địa cầu luôn đòng vai trò quan trọng trong các dự án xây dựng, nghiên cứu môi trường. Do đó, chắc chắn đây vẫn sẽ là ngành rất cần thiết trong tương lai.
Link bài báo:
2/ https://vnexpress.net/cho-con-di-ngam-trang-sao-tu-be-4559582.html?gidzl=Fm6fIUNH77C_7Az7wCWQSJ4UhqNmoann9age4FdC7I4b5lr6-9HCTNLEzaJvbH9t9aRsGpFluu82uTSOV0
Link video:
2/ https://www.youtube.com/watch?v=5YHLMOVFr_4