地磁気
地磁気は、常に一定ではなく、絶え間なく変化している。
地球外部の要因による変化 太陽フレア 磁気嵐や、激しいオーロラが発生したときには、数秒から数日のスケールで激しく変化する。このような現象は、太陽風と関係がある。 太陽放射 磁気嵐やオーロラがない場合でも、1日周期で数十 nT 程度の変化が見られる。このような1日周期の変化を日変化と呼ぶ。日変化は太陽放射と関係がある。
地球で発生している磁場そのものの変化 マグマの活動による地磁気の変化 磁鉄鉱床の消磁 鉄を含め、多くの強磁性鉱物は、キュリー点を超えると、磁化を失う。 永年変化 逆転よりももう少し変動の振幅が小さい、数年から数千年程度の時間スケールの磁場変動のことを永年変化と呼ぶ。 地磁気は年々弱くなっており、ここ 100 年では約 6% 弱くなった。これはあと 1,000 年足らずで地磁気が消滅してしまうほどの減少率であるが、この程度の磁場変動は過去においてもそれほど珍しいものではない。 非双極子部分の西方移動 地磁気逆転 地磁気の逆転は、地磁気極のN極とS極が反転する現象である。古い火山岩などがもつ磁化を測定することで、過去の地磁気の様子を推定するという古地磁気学によって明らかにされた。地磁気は平均すると 100 万年に 1.5 回の割合で逆転を繰り返しているが、その割合はかなり不規則である。たとえば白亜紀には1千万年以上にわたり逆転のない期間があったと推定されている。 地磁気は、78万年前にN極とS極は逆転しており,過去360万年で11回逆転していたことが明らかになった。
地磁気の利用は古くから行われており、方位磁針を用いて方位を知るために用いられてきた。また、伏角を利用して姿勢計測・制御を行うようなシステムも存在する。また、地磁気を利用したモーションコントロールセンサーも携帯電話等に実装例がある。渡り鳥や回遊性の海生動物の中には地磁気を方位を知る手段として利用していると考えられるものがある。
活火山の近くでは、マグマの活動に伴って地磁気が変化することがある。たとえば高温のマグマやマグマからの火山ガスが地下浅いところまで上昇すると岩石が熱消磁して、全磁力が消磁域の南側で減少、北側で増加する。このような地磁気変化は噴火活動の観測に使われている。
地磁気の強さは地球上の場所によって異なり、ほぼ 24000 nT - 66000 nT(ナノテスラ)の範囲である。赤道では弱く、高緯度地域では強い。
日本での地磁気の強さも場所によって異なる。2015年において、44000 nT(沖縄本島)~ 51000 nT(北海道北端)であり、東京付近は46000 nTである。
日本付近の平均的な地磁気の水平分力(H)の大きさは約30000 nTで、静穏時の日変化の振幅は50nT程度であるが、磁気嵐の時は50 - 数百nTに達する地磁気変化(較差)が観測されることもある。
地磁気が弱まる事により、大気圏内への宇宙線の入射量が増大することにより、大気中の過冷却水蒸気が宇宙線の飛跡を核として凝結するため、雲の量が増加して日射量に影響を与える。また、地表に到達する宇宙線の増加により、生物のデオキシリボ核酸が損傷する確率が高まるため、突然変異の増加する一因とも考えられる。