簡介
地球磁場
在地球上任何地方放一個小磁針，讓其自由鏇轉，當其靜止時，磁針的北極（N極）總指向地理北極，這是由於地球周圍存在著地球磁場。地球磁場有大小和方向，所以是矢量場。地球磁場分布廣泛，從地核到空間磁層邊緣處處存在。
地球磁場隨時間變化的場，內源場引起的變化稱為長期變化，主要有磁場倒轉和地球磁場向西飄移。地球磁場每5000~50000年倒轉一次，與現今磁場方向相同的磁場稱為正常磁場（磁場從南極附近出來，回到北極），與現在磁場方向相反的稱為倒轉磁場，地質時期上出現過四個較大的倒轉期，現今為布容正向期，歷史上有松山反向期，高斯正向期和吉爾伯特反向期。
固體地球外部的各種電流體系引起的地球磁場變化稱為短期變化，特點是變化快，時間短。短期變化又分為平靜變化和擾動變化，其中平靜變化包括太陽靜日變化和太陰日變化，擾動變化包括磁暴、亞暴、鉤擾、灣擾和地磁脈動。磁暴、鉤擾、灣擾的發生與太陽活動有關，太陽活動頻繁的時期，這些短期變化頻繁發生，而且強度很大，變化劇烈。亞暴與極光有關。
起源
歷史上，第一個提出地球磁場理論概念的是英國人吉爾伯特。他在1600年提出一種論點，認為地球自身就是一個巨大的磁體，它的兩極和地理兩極相重合。這一理論確立了地球磁場與地球的關係，指出地球磁場的起因不應該在地球之外，而應在地球內部。1839年，數學家高斯在他的著作《地磁力的絕對強度》中，從地磁成因於地球內部這一假設出發，創立了描繪地球磁場的數學方法，從而使地球磁場的測量和起源研究都可以用數學理論來表示。但這僅僅是一種形式上的理論，並沒有從本質上闡明地球磁場的起源。
現在科學家們已基本掌握了地球磁場的分布與變化規律，但是，對於地球磁場的起源問題，學術界卻一直沒有找到一個令人滿意的答案。關於地球磁場的起源，歷史上曾有來自北極星的傳說，但是到公元17世紀初就已經認識到地球本身就是一個巨大的磁體，不過當時仍不清楚地球磁場是怎樣產生的。
形成原因
地球磁場
有電荷在運動才會產生磁場，因此地球的磁場應該與地球內部的帶電結構有關。通常物質所帶的正電和負電是相等數量的，但由於地球核心物質受到的壓力較大，溫度也較高，約6000°C，內部有大量的鐵磁質元素，物質變成帶電量不等的離子體，即原子中的電子克服原子核的引力，變成自由電子，加上由於地核中物質受著巨大的壓力作用，自由電子趨於朝向壓力較低的地幔，使地核處於帶正電狀態，地幔附近處於帶負電狀態，情況就象是一個巨大的“原子”。
科學家相信，由於地核的體積極大，溫度和壓力又相對較高，地層的導電率極高，使得電流就如同存在於沒有電阻的線圈中，可以永不消失地在其中流動，這使地球形成了一個磁場強度較穩定的南北磁極。
另外，電子的分布位置並不是固定不變的，會因許多的因素影響下會發生變化，再加上太陽和月亮的引力作用，地核的自轉與地殼和地幔並不同步，這會產生一強大的交變電磁場，地球磁場的南北磁極因而發生一種低速運動，造成地球的南北磁極翻轉。
起源假說
地球磁場
永磁體學說
最早提出的一種學說，認為地球內部存在巨大的永磁體，由這永磁體產生地球磁場，但後來認識到地球內部溫度很高，不可能存在永磁體。
內部電流學說
認為地球內部存在巨大的電流，形成巨大電磁體產生地球磁場，巨大電流會很快衰減，不會長期存在。
電荷鏇轉學說
1900年提出，認為地球表面和內部分別分布著符號相反、數量相等的電荷，由地球自轉而形成閉合電流，並產生磁場，但這種學說缺乏理論和實驗基礎。
壓電效應學說
1929年提出，認為在地球內部物質在超高壓力下使物質中的電荷分離，電子在這樣的電場中運動而產生電流和磁場。但理論計算出這樣的磁場僅有地球磁場的約千分之一。
鏇磁效應學說
1933年提出，認為地球內的強磁物質鏇轉可以產生地球磁場，但這種鏇磁效應產生的磁場只有地球磁場的大約千億分之一。
溫差電效應學說
1939年提出，認為地球內部的放射性物質產生的熱量，使熔融物質發生連續的不均勻對流，這樣產生溫差電動勢和電流，由此電流產生地球磁場，但理論估計也同地球磁場不符合。
發電機學說
1946年提出，認為是地球內部的導電液體在流動時產生穩恆的電流，由這電流產生地球磁場。
鏇轉體效應學說
地球磁場
磁力線扭結學說
1950年提出，認為在地球磁場磁力線的張力特性和地核的較差自轉，會使原始微弱的地球磁場放大，由此產生地球磁場。
霍爾效應學說
1954年提出，認為在地球內部由於溫度不均勻產生的溫差電流和原始微弱磁場的同時使用下，會由霍爾效應產生霍爾電動勢和霍爾電流，由此產生地球磁場。
電磁感應學說
1956年提出，認為由太陽的強烈磁活動通過帶電粒子的太陽風到達地球後，會通過地球內部的電磁感應和整流作用產生地球內部的電流，由此產生地球磁場。在這些學說中，只有發電機學說（又稱磁流體發電機學說）在觀測、實驗和理論研究上得到較多的證認，是研究和套用較多的地球磁場學說。
自由電子鏇轉說
2006年提出，是唯一由中國人王金甲先生，根據分子、原子學，結合地震波提供的地球深處高清圖像提出的學說。
作用
地球磁場是保護人類免遭外太空各種致命輻射的生死屏障 磁極互換
科學家模擬太陽風與地球磁場相互作用時產生的北極光現象 大量的事實和證據表明，地球磁場的磁極曾經互換過。
地球磁場不是毫無變化的，它的強度與地磁極位置會改變。科學家發現，地磁極會周期性地逆反定向，這過程稱為地磁反轉。地球磁場會在太空與太陽風和其它帶電粒子群流互相作用，因而形成磁層。地球磁層並不是球狀的，在面對太陽的一面，其邊界離地心的距離約為七萬千米（隨太陽風強度的不同而變化）。
科學家稱，地球磁場在過去200年中已減弱了15%，這有可能是地球磁場將反轉、兩極顛倒的先兆，而這將給地球及人類帶來災難性影響。
科學家說，如果反轉真的發生，地球將遭遇強烈太陽風並可能引發持續數月的大規模停電。此外，反轉還將導致地球氣候發生劇烈變化，並使人類因遭受更多的宇宙輻射而患癌率大幅提升。
科學家同時表示，地球磁場每100萬年就會反轉4到5次，儘管現在出現一些跡象，但目前掌握的研究成果還不能確定地球磁場即將反轉。
磁極位置
| 磁北極 | (2001) 81.3°N,110.8°W | (2004 估計) 82.3°N,113.4°W | (2005 估計） 82.7°N,114.4°W |
| 磁南極 | (1998) 64.6°S,138.5°E | (2004 估計） 63.5°S,138.0°E | |
變衰
2009年6月29日，據美國媒體稱，科學家研究發現，地球內部的地核正在改變為地球提供保護的磁場，這可能使衛星和其他太空飛行器易於遭受高能輻射的破壞。
該研究發現，整個磁場的衰弱過程可能持續數百年，乃至數千年，但持續幾個月的更小、更快速的波動可能會使衛星失去磁場的保護。德國地球科學研究中心的地球物理學家米奧拉·曼蒂(Mioara Mandea)表示：“南大西洋已經出現了這些變化，這一地區的磁場最弱，僅為普通磁場的三分之一。”
X點
美國科學家在地球與太陽之間的太空區域發現隱藏的“入口”，被稱之為“X點”或者“電子擴散區” 參與此項研究的愛荷華州大學教授傑克·斯庫德表示：“地球與太陽的磁場通過這些入口連線在一起，形成一條不受干擾的通道，直通9300萬英里(約合1.5億公里)外的太陽大氣層。”由於“這些磁性入口不可見，不穩定並且難以捉摸”，因此科學家尚不清楚X點的真實身份。
這些入口與地球之間的距離在1萬到3萬英里(約合1.6萬到4.8萬公里)之間。2014年，美國宇航局將執行磁層多尺度任務(MMS)。這項任務將發射4顆探測器，環繞地球軌道，可用於鎖定和研究X點。
發現
歷史上，第一個提出地磁場理論概念的是英國人吉爾伯特。他在1600年提出一種論點，認為地球自身就是一個巨大的磁體，它的兩極和地理兩極相重合。這一理論確立了地磁場與地球的關係，指出地磁場的起因不應該在地球之外，而應在地球內部。
1893年，數學家高斯在他的著作《地磁力的絕對強度》中，從地磁成因於地球內部這一假設出發，創立了描繪地磁場的數學方法，從而使地磁場的測量和起源研究都可以用數學理論來表示。但這僅僅是一種形式上的理論，並沒有從本質上闡明地磁場的起源。
科學家們已掌握了地磁場的分布與變化規律，但是，對於地磁場的起源問題，學術界卻一直沒有找到一個令人滿意的答案。
關於地磁場起源的假說歸納起來可分為兩大類，第一類假說是以現有的物理學理論為依據；第二類假說則獨闢蹊徑，認為對於地球這樣一個宇宙物體，存在著不同於現有已知理論的特殊規律。
屬於第一類假說的有鏇轉電荷假說。它假定地球上存在著等量的異性電荷，一種分布在地球內部，另一種分布在地球表面，電荷隨地球鏇轉，因而產生了磁場。這一假說能夠很自然地通過電與磁的關係解釋地磁場的成因。但是，這個假說卻有一個致命缺點，首先它不能解釋地球內外的電荷是如何分離的；其次，地球負載的電荷並不多，由它產生的磁場是很微弱的，根據計算，如果要想得到地磁場這樣的磁場強度，地球的電荷儲量需要擴大1億倍才行，理論計算和實際情況出入很大。
以地核為前提條件的地磁場假說也屬於第一類假說，弗蘭克在這類假說中提出了發電機效應理論。他認為地核中電流的形成，應該是地核金屬物質在磁場中做渦鏇運動時，通過感應的方式而發生的。同時，電流自身形式的場就是連續不斷的再生磁場，好像發電機中的情形一樣。弗蘭克所建立的模型說明了怎樣實現地磁場的再生過程，解釋了地磁場有一定的數值。但是在套用這種模型的時候，卻很難解釋地核中的這種電路是怎樣通過圓形迴路而閉合的。此外，這個模型也沒有考慮到電流對渦鏇運動的反作用，而這種反作用是不允許渦鏇分布於平行赤道面的平面內的。
屬於第一類假說的還有漂移電流假說、熱力效應假說和霍爾效應假說等，但這些假說都不能全面地解釋地磁場的奇異特性。
關於地磁場起源還有第二類假說，這其中最具代表性的就是重物鏇轉假說。
1947年，布萊克特提出任意一個鏇轉體都具有磁矩，它與鏇轉體內是否存在電荷無關。這一假說認為，地球和其他天體的磁場都是在鏇轉中產生的，也就是說星體自然生磁，就好像電荷轉動能產生磁場一樣。但是，這一假說在試驗和天文觀測兩方面都遇到了困難。在現有的實驗條件下，還沒有觀察到鏇轉物體產生的磁效應。而對天體的觀測結果表明，每個星球的磁場分布狀況都很複雜，尚不能證明星球的鏇轉與磁場之間存在著必然的依存關係。
因此上說，關於地磁場的起源問題，學術界仍處在探索與爭鳴之中，尚沒有一個具有相當說服力的理論，對地磁場的成因作出解釋。
分布
地磁場的形成具有一定特殊性，按照鏇轉質量場假說，地球在自轉過程中產生磁場。但是，從運動相對性的觀點考慮，居住在地球上的人是不應該感受到地磁場的，因為人靜止於地球表面，隨地球一同轉動，所以地球上的人是無法感覺到地球自轉產生的磁場效應的。
通常所說的地磁場只能算作地球表面磁場，並不是地球的全球性磁場（又稱空間磁場），它是由地核鏇轉形成的。地球的內部結構可分為地殼、地幔和地核。美國科學家在試驗中發現，地球內外的自轉速度是不一樣的，地核的自轉速度大於地殼的自轉速度。也就是說，地球表面的人雖然感覺不到地球的自轉，但卻能感覺到地核鏇轉所產生的質量場效應，就是它產生了地球的表面磁場。科學家在研究中還發現，地核的自轉軸與地球的自轉軸不在一條直線上，所以由地核鏇轉形成的地磁場兩極與地理兩極並不重合，這就是地磁場磁偏角的形成原因。
變化規律
科學家們在對地磁場的研究中發現，地磁場是變化的，不僅強度不恆定，而且磁極也在發生變化，每隔一段時間就要發生一次磁極倒轉現象。
早在二十世紀初，法國科學家布律內就發現，70萬年前地磁場曾發生過倒轉。1928年，日本科學家松山基范也得出了同樣的研究結果。第二次世界大戰後，隨著古地磁研究的迅速發展，人們獲得了越來越多的地磁場倒轉證據。如岩漿在冷卻凝固成岩石時，會受到地磁場的磁化而保留著像磁鐵一樣的磁性，其磁場方向和成岩時的地磁場方向一致。科學家在研究中發現，有些岩石的磁場方向與現代地磁場方向相同，而有些岩石的磁場方向與現代地磁場方向正好相反。科學工作者通過陸上岩石和海底沉積物的磁力測定，及洋底磁異常條帶的分析終於發現，在過去的7600萬年間，地球曾發生過171次磁極倒轉。距今最近的一次發生在70萬年前，正如布律內所指出的那樣。
倒轉原因
地球磁場 場。但是，隨著地球向月球傳輸角動量，地球的自轉角速度越來越小。同時，地球也漸漸形成了地殼、地幔和地核三層結構。地球自轉角動量的變化首先反映在地殼上，出現了地殼自轉速度小於地核自轉速度的情形。這時，在地球表面第一次可以感受到磁場的存在，地核以大於地殼的自轉速度形成了地磁場。按照左手定則，磁場的N極在地理南極附近，磁場的S極在地理北極附近。地殼與地核自轉角速度不同步，這種情形並不能長久地保持下去，地核必然通過地幔軟流層物質向地殼傳輸角動量，其結果是地核的自轉角速度逐漸減小，地殼的自轉角速度逐漸增大。當地殼與地核的自轉角速度此增彼減而最終一致時，地磁場就會在地球表面消失。地核與地殼間的角動量傳輸並不會到此為止，在慣性的作用下，地殼的自轉角速度還在繼續增大，地核的自轉角速度繼續減小，於是出現了地殼自轉角速度大於地核自轉角速度的情形。這時，在地球表面就會感受到來自地核逆地球自轉方向的鏇轉質量場效應。按照左手定則判斷，新形成的地磁場的N極在地理北極附近，S極在地理南極附近。從較長的時期看，整個地球的自轉速度處在減速狀態，但地殼與地核間的相對速度卻是呈周期性變化的，這就是每隔一段時間地球磁場就要發生一次倒轉的原因。
據測定，地磁場發生倒轉前有明顯的預兆，地球的磁場強度減弱直至為零，隨後，約需一萬年的光景，磁場強度才緩緩恢復，但是，磁場方向卻完全相反。地球磁場強度有逐漸減弱的趨勢，在過去的4000年中，北美洲的磁場強度已減弱了50%，這說明地核相對地殼的速度差正在縮小。
值得說明的是，無論地球表面測得的地磁場方向如何發生變化，但是，在太空中地磁場的方向卻始終是不變的。因為在太空中測得的地磁場，是整個地球自轉產生的鏇轉質量場效應，並不會因為地殼與地核相對速度的改變而發生變化。根據左手定則，在太空中測得的地磁場的N方向始終在地理南極上空。
在電磁感應效應中，通電導體產生的磁場強度與電流強度成正比，即與導體內“定向移動”的自由電子數目成正比。而每個電子的自鏇角動量又是恆定的，所以磁場強度實際上是與所有電子的自鏇角動量之和成正比。同理，巨觀物體產生的磁場強度，也應與鏇轉質量場的角動量成正比，即與物體的質量和自鏇角速度成正比，與質量場的鏇轉半徑（觀測點到物體質心的距離）成反比。用公式表示為：
H = f mω/r = f 0 m / T r (f 0為常數，T為自轉周期，r為鏇轉質量場半徑）
根據這一公式，在地球表面測得的磁場強度H，只與地核的質量成正比，角速度ω的取值為地殼與地核自轉角速度之差，r為地球的半徑（地磁場強度為5×10-5特斯拉）。而地球在太空中形成的空間磁場，其磁場強度與整個地球的質量成正比，與地球的自轉角速度成正比（近似值），與觀測點到地球中心的距離成反比。因此，在近地球的宇宙空間，地球所形成的空間磁場強度大於地表的磁場強度。空間磁場的最大特點是磁極恆定，不會像地球表面磁場那樣發生磁極倒轉現象。
科學探討
地球磁場沒有翻轉過不會消失
當居里告訴人們，永磁不耐高溫時。人們開始意識到地球磁場就應該是一個電磁場。電磁場遵循麥克斯韋方程原理，所以在地球裡面一定有電流在流動。依據我們測得的地球磁場形態反推地球電場，地球電場電流的最大處應該在赤道切面的平面上。當代地磁場理論認為，這個電流是在地核赤道上流動的（地核發電機原理），它的動力源於地球層之間的自轉差。實際上這是一些很不切實際的想法，地球的較差自轉本身就不是一個加速度，它不會有能量產生。赤道環電流形成地磁場，電流在地核上要比在地殼上須要更強大的動力，它是在級數上差別的能量級。所以根本上說地球內部就不會有這么大的能量產生。
科學的進步使人們知道，對自己周圍的環境數量化很是重要。二十世紀人類開始測量各地岩石的剩餘磁場，它可以表明岩石形成時地球磁場的許多參數。測量的結果令人震驚，有許多的岩石剩餘磁場顛倒了。顛倒的剩磁是當時主要想解釋的矛盾，經過很長時間思考，沒有更好的解釋，只好是說地磁場翻轉了。可是岩石剩磁場不僅是顛倒，而且由下傾變為向上翹，這在當時科學界沒太多地注意這個問題。
這只是一個空間概念問題的思考，實際上地球磁場從來就沒有翻轉過。我們可以想像，在你面前橫放著一個導電體，流經它的電流就可以在導體周圍產生一個磁場，你可以把在你這邊的磁場定義為正向磁場，那么在導體的另一邊對你這面來說就是一個反向磁場。
你面對的正向磁場某個點上，有它的場強、極向和傾角。在磁場發生翻轉時，也就是說導體的電流方向發生改變。這時磁場極向也就改變了，可是磁場的磁傾角是不會改變的。極向和傾角同時改變的情況就只有到導電體的反向磁場相對位置中去找。地球岩石的翻轉剩磁可以說都是在地電流層之下形成的，所以它們的磁場極向和磁傾角都發生了改變。
有人會問，地球磁場在幾十億年的進化中到底發生過翻轉嗎？解決這個問題，這就只能到剩餘磁性的資料里去翻看了，要是發現有磁場極向改變而磁傾角不變地層，這說明會有地磁場翻轉的情況發生。可是地球磁場從來就沒有翻轉過。
地球生物都是在地球表面和水中進化的，所以地球生物從來就沒有在逆向磁場中生存過。這樣地球生物演化的表現也就沒有逆向磁場的生物特徵留存。
麥克斯韋方程反推地球電場和岩石剩餘磁場唯一解釋都說明，地球電磁場的電流是在地殼中流動著，但是我們為什麼很少能感覺到這個地電流的存在呢？這主要是因為電流在地殼導體場流動時，它有一個最小電阻路徑原理。因為地球是圓的，所以地電流不會表現到地球表面上來。
地球的演化、乃至太陽系的演化是一個恆定變化的過程，在其中很少會有突發事件發生。行星的磁場如果發生翻轉，那可以說是突發事件引誘的，這種突發事件在太陽里我們無法找到它的誘發點。地球磁場也從來就沒有翻轉過。
特性
地球的磁性，是地球內部的物理性質之一。地球是一個大磁體，在其周圍形成磁場，即表現出磁力作用的空間，稱作地磁場。它和一個置於地心的磁偶極子的磁場很近似，這是地磁場的最基本特性。地磁場強度很弱，這是地磁場的另一特性，在最強的兩極其強度不到10-4(T），平均強度約為0.6x10-4(T），而它隨地點或時間的變化就更小，因此常用（γ），即10 -9(T）做為磁場強度單位。
起源
關於地球磁場的來源，早期歷史上曾有來自北極星的傳說，但是到公元17世紀初就已經認識到地球本身就是一個巨大的磁體，不過當時仍不清楚地球磁場是怎樣產生的。隨著科學的發展，對於地球磁場觀測和地球結構的研究不斷增多和深入，對地球磁場的來源先後提出了10多種學說。這裡按照歷史的先後對一些各有一定根據或構想的地球磁場來源學說作簡單介紹：
⑴永磁體學說，是最早提出的一種學說，認為地球內部存在巨大的永磁體，由這永磁體產生地球磁場。這是一個永磁場的假說，地球起源於一塊巨大的磁體.19世紀末，著名物理學家居里夫人發現磁石的物理特性，就是當磁石加熱到一定溫度時，原來的磁性就會消失.正好可以證明地球在誕生之初只是一塊超大的磁石，他吸引附近帶鐵、鈷、鎳元素的小行星.隕石和磁石，因為某種原因產生的高溫使這塊磁石的磁力消失而變成了電磁鐵中間的磁芯..因為這塊磁芯沒有固定所以會發生磁極顛倒，牛頓發現的地球引力其實就是磁力當然這些還需要科學家的驗證...................按照“居里點”的的結論地球內部不能有一個永磁體，但是並不代表它最初不是一塊永磁體
⑵內部電流學說，認為地球內部存在巨大的電流，形成巨大電磁體產生地球磁場，但是既未觀測到這種巨大電流，而且巨大電流也會很快衰減，不會長期存在。
⑶電荷鏇轉學說（公元1900年，簡寫作1900），認為地球表面和內部分別分布著符號相反、數量相等的電荷，由地球自轉而形成閉合電流，由此電流產生磁場，但這學說缺乏理論和實驗基礎。
⑷壓電效應學說（1929），認為在地球內部物質在超高壓力下使物質中的電荷分離，電子在這樣的電場中運動而產生電流和磁場。但理論計算出這樣的磁場僅有地磁場的約千分之一。
⑸鏇磁效應學說（1933），認為地球內的強磁物質鏇轉可以產生地球磁場，但這種鏇磁效應產生的磁場只有地球磁場的大約千億分之一（10-11）。
⑹溫差電效應學說（1939），認為地球內部的放射性物質產生的熱量，使熔融物質發生連續的不均勻對流，這樣產生溫差電動勢和電流，由此電流產生地球磁場，但理論估計也同地球磁場不符合。
⑺發電機學說（1946－1947），認為是地球內部的導電液體在流動時產生穩恆的電流，由這電流產生地球磁場。
⑻鏇轉體效應學說（1947），是根據少數天體觀測得到的經驗規律，認為具有角動量的鏇轉物體都會產生磁矩，因而產生磁場。這一學說需要使用一無科學根據的常數，5年後又被提出這一學說的科學家根據精密的實驗結果加以否定了。
⑼磁力線扭結學說（1950），認為在地球磁場磁力線的張力特性和地核的較差自轉，會使原始微弱的地球磁場放大，由此產生地球磁場。
⑽霍爾效應學說（1954），認為在地球內部由於溫度不均勻產生的溫差電流和原始微弱磁場的同時使用下，會由霍爾效應產生霍爾電動勢和霍爾電流，由此產生地球磁場。
⑾電磁感應學說（1956），認為由太陽的強烈磁活動通過帶電粒子的太陽風到達地球後，會通過地球內部的電磁感應和整流作用產生地球內部的電流，由此產生地球磁場。在這些學說中，只有發電機學說（又稱磁流體發電機學說）在觀 測、實驗和理論研究上得到較多的證認，是研究和套用較多的地球磁場學說。
磁場變化
由於地殼板塊運動錯位移動，地磁場會緩慢發生變動。至於引發的其他自然變化需要進行跟蹤檢測，長期積累數據，進入2000年前後，地殼板塊明顯感覺真實檢測數據更加詳細，所以，地磁場的數據可以根據參照物的數據測定和推斷。
科學發現
科學家首次實測出地核磁場強度
美國加州大學伯克利分校地球物理學家首次測量出地下1800英里（約2900公里）深處地核區的磁場強度，為證明地核熱源提供了重要參數，正是地核熱源造成了內部電流維持著磁場。
論文作者、加州大學伯克利分校地球與行星科學教授布魯斯·巴菲特表示，這是首次根據觀測而不是推斷得到的真正數據，這一沒有爭議的結果將平息地核內部磁場強弱之爭。他們根據觀測計算出此處地核磁場強度為25高斯，是地球表面的50倍。該數據只是地球物理學家預測的中等水平。
地核內有強磁場意味著有很強的熱源，科學家之前假設能量源是40億年前地球在熱熔化狀態時留下的餘熱、重元素沉積和壽命較長的元素髮生的放射性衰變。地球內部約60%的能量可能來自於固態核心變冷膨脹時排出較輕的元素，如果磁場只有很弱的5高斯，表明由放射性衰變所供給的熱量很少，如果磁場達到100高斯，則表明放射性衰變很強。
地核包括液態外核和固態核心。液態外核包含了地球2/3的鐵和鎳，約1400英里（約2300公里）厚，形成了地球磁場；核心則是半徑800英里（約1300公里）的凝固鐵鎳球，約是月亮大小。地核被熱粘稠的地幔和一層堅硬的地殼包圍。
變冷的地球最初從太陽系的行星軌道中獲得了磁場。如果內部沒有形成電流產生磁場的話，這一外部磁場將在1萬年內消失。熱量使外核沸騰或“對流”，通過已有磁場引導金屬升降，產生了電流繼續維持磁場。而這種流動發電在地表產生了緩慢的磁場轉變。
巴菲特根據觀測改進了地球內部發電模型，目前正在研究第二代模型。他認為，地球內部信息的缺乏會對構建精確模型造成很大障礙，而月亮在地球鏇轉軸傾角上的拉力，能提供地球內部磁場的信息。月球拉力使得核心自轉軸緩慢地以相反方向運動，這種運動改變了外核磁場受到外核磁場的阻礙。巴菲特通過對遠距離類星體（極明亮活躍的星系）的無線電觀測計算出這一阻力，進而計算出外核的磁場強度是25高斯。
巴菲特指出，25高斯是整體外核的平均水平，磁場會隨位置不同而變化。“由此我們還發現，觀察遠距離類的星體，能幫助照見地球內部。”
磁場好處
地球磁場跟地球引力場一樣，是一個地球物理場，它是由基本磁場與變化磁場兩部分組成的.基本磁場是地磁場的主要部分，起源於地球內部，比較穩定，變化非常緩慢.變化磁場包括地磁場的各種短期變化，與電離層的變化和太陽活動等 有關，並且很微弱.
地磁場也是一個向量場.描述空間某一點地磁場的強度和方向，需要3個獨立的地磁要素.常用的地磁要素有7個，即地磁場總強度F，水平強度H，垂直強度Z,X和Y分別為H的北向和東向分量，D和I分別為磁偏角和磁傾角.
自從高斯（Gauss）把球諧分析方法引進地磁學，建立地磁場的數學描述以來，地磁學得到了極大的發展。地磁模型包括全球的和局部地區的兩種.
它就是到目前為止IAGA的有關小組每5年給出一個世界地磁參考場（IGRF).
全球地磁場模型：
在球極坐標系中，拉普拉斯方程的通解為： _
在高斯分析中是根據內邊界上的函式值及其法向變化率來確定高斯係數（g,h）的.
局部磁場模型
局部地區的地磁場模型方面的學術問題與全球的有所不同，局部地區的地磁場模型不能採用球諧分析方法因為沒有"三維"意義
地磁場模型與地磁圖是了解研究地磁場空間分布與時間變化規律，及其源的特徵與變化的基礎.因此，也是了解我們地球及有關的動力學過程的重要手段.
地磁場模型的科學價值：
經過多年研究分析，俄羅斯科學院醫學基因研究中心地磁，電離層和無線電波擴散研究所的科研人員提出，地磁場的變化可導致人體淋巴染色體的畸變，使畸變的頻率提高兩倍.
地磁場的其他套用：
通過實驗，科研人員得出結論，磁場變化的速度而不是磁場的絕對量影響染色體畸變的頻率和細胞分裂過程中物質的交換，在一定範圍內，地磁場的變化甚至影響DNA的合成.
據現代科學證明，地磁（氣場）對人體有很大的影響：
如果人體長期順著地磁的南北方向可使人體器官細胞有序化，產生生物磁化效應，使生物電得到加強，器官機能得到調整和增進，從而起到了良好的作用.
在地球南北兩極附近地區的高空，夜間常會出現燦爛美麗的光輝.有時它像一條彩帶，有時它像一團火焰，有時它又像一張五光十色的巨大銀幕.它輕盈地飄蕩，同時忽暗忽明，發出紅的，藍的，綠的，紫的光芒.靜寂的極地由於它的出現驟然顯得富有生氣.這種壯麗動人的景象就叫做極光.
產生極光的原因是來自大氣外的高能粒子（電子和質子）撞擊高層大氣中的原子的作用.這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域.所知，作為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時，被地球磁場俘獲，並使其朝向磁極下落.它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發態的離子，這些離子發射不同波長的輻射，產生出紅,綠或藍等色的極光特徵色彩.
在太陽活動盛期，極光有時會延伸到中緯度地帶，極光有發光的帷幕狀，弧狀，帶狀和射線狀等多種形狀.發光均勻的弧狀極光是最穩定的外形，有時能存留幾個小時而看不出明顯變化.然而，大多數其他形狀的極光通常總是呈現出快速的變化.弧狀的和摺疊狀的極光的下邊緣輪廓通常都比上端更明顯.極光最後都朝地極方向退去，輝光射線逐漸消失在瀰漫的白光天區.造成極光動態變化的機制尚示完全明了.
在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為"太陽風".這是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風在地球上空環繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極，從而導致帶電顆粒與地球上層大氣發生化學反應，形成極光.
地球的磁場還在不斷發生變化，其變化方式也在發生變化.不同地方的磁場方向和強度均以不同的方式發生變化，可能變小，也可能南北極發生大翻轉 .由於地球磁場的複雜性，要預計它在遙遠的將來會是什麼樣子是不可能的.地球物理學家們利用分布在世界許多地方的磁場觀測點收集的數據，通過數學模型分析出磁場將如何變化.
地球磁場不是孤立的，它受到外界擾動的影響，地球磁層是一個頗為複雜的問題，其中的物理機制有待於深入研究。
天文學分類導航
| 天文學，是研究宇宙空間天體的學科。主要通過觀測天體發射到地球的輻射，發現並測量它們的位置、探索它們的運動規律、研究它們的物理性質、化學組成、內部結構、能量來源及其演化規律。” | |||
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