以通过考古和地质勘探推算出来。这种变化称为「古长期变化」。记录显示，地磁场在长时间内变化较小，但偶尔会发生大幅度的地磁偏移和逆转。
地磁逆转.地磁场可以大致近似为与地球自转轴对齐的磁偶极子，有时候，地磁南北极会互换位置。在一些玄武岩、海床沉积物和海床磁异常中，可以找到「地磁逆转」现象的证据。逆转并无週期性，两次逆转之间的时长从10万年至5000万年不等。离当今最近的一次地磁逆转发生在78万年前，称为布容尼斯－松山逆转。地磁偏移是一种类似的现象，但逆转无法完全发生，最终极向不变，如4