Uproszczona wizja relacji pomiędzy ruchem przewodzących płynów w jądrze zewnętrznym a powstawaniem pola magnetycznego

Choć ludzie od wieków wykorzystują ziemskie pole magnetyczne, to podstawowa teoria o genezie tego pola nadal budzi wiele zastrzeżeń. Przeświadczenie, że ziemskie pole magnetyczne bierze się z głębi Ziemi, było na tyle intuicyjne, że właściwie od razu źródła zjawiska poszukiwano w jej jądrze.

Praktycznie we wszystkich rodzajach skał występują w niewielkiej ilości minerały ferromagnetyczne. Dzięki ich właściwościom skała nabywa pozostałość magnetyczną, czyli zapis wartości i natężenia pola magnetycznego, któremu została poddana. Wartości pola magnetycznego mogą się zapisać w trakcie powstawania skały (mówi się wtedy, że skała ma pierwotną pozostałość magnetyczną) lub też w trakcie różnorodnych przemian, jakim skała była poddawana (silne naprężenia czy migracja roztworów mogą spowodować wytworzenie się wtórnej pozostałości magnetycznej). Zadaniem paleomagnetyków jest odczytanie pozostałości magnetycznej skał, co oznacza odcyfrowanie paleokierunków i paleonatężenia ziemskiego pola magnetycznego. W dalszej kolejności zebrane informacje wykorzystuje się do interpretacji geologicznych i geofizycznych. Więcej o namagnesowaniu skał

Wszystkie minerały ferromagnetyczne zawierają żelazo. Pierwiastek ten w stanie czystym występuje jedynie w meteorytach, jednakże w przyrodzie jest dużo związków zawierających żelazo w stanie utlenionym, uwodnionym lub zredukowanym. Najczęstsze minerały ferromagnetyczne to tlenki żelaza (np. magnetyt, hematyt, maghemit), siarczki żelaza, takie jak greigit czy pirotyn, lub wodorotlenki żelaza, np. getyt.

Artystyczna wizja ziemskiej magnetosfery w zderzeniu z wiatrem słonecznym. Źródło: NASA

Jak magnetyzm oddziałuje na skały, czyli kto kogo przyciągnie i na czyją stronę

Ziemskie pole magnetyczne, jak również pole magnetyczne wywołane sztucznie w laboratorium, oddziałuje na każdą materię, porządkując jej momenty magnetyczne.

Uproszczony model ziemskiego pola magnetycznego 

Nasza planeta zachowuje się jak wielki magnes - wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Pole to oddziałuje wewnątrz Ziemi i na jej powierzchni, a także w przestrzeni kosmicznej w promieniu kilkudziesięciu tysięcy kilometrów wokół planety. Kształt linii ziemskiego pola magnetycznego jest bardzo podobny do linii pola magnesu trwałego. Obszar, w którym występuje ziemskie pole magnetyczne, zwany jest ziemską magnetosferą.

Ziemskie pole magnetyczne nie jest jednorodne na całym globie. Są miejsca, gdzie jego natężenie jest większe, i takie, w którym działa ono słabiej. Na biegunach wartość natężenia jest zwykle wyższa niż na równiku. Ponadto wciąż następują czasowe zmiany pola magnetycznego – zarówno w położeniu jego biegunów, jak i w jego natężeniu. Zmiany w czasie obserwuje się jako zmiany dobowe, zmiany mierzone w latach, tzw. wiekowe, oraz zmiany obserwowane w skali geologicznej, tzn. tysięcy i milionów lat.