Другие экспериментаторы в то же время показывали птицам, совершающим перелеты по ночам, искусственно измененные (с помощью планетария) расположения созвездий и замечали, что птицы, готовясь к перелету, руководствуются в выборе направления этим «ложным рисунком» ночного неба. Несколько позже, в других экспериментах, было установлено, что у многих видов птиц есть и дополнительные средства ориентации — например, направление поляризации солнечного света на закате. Механизмы ориентации перелетных птиц оказались такими многочисленными и изощренными, что теперь уже мало кто взялся бы утверждать, будто они руководствуются одними лишь знакомыми приметами на земле или знакомыми запахами (хотя и эти простые ориентиры, видимо, используются тоже, для точного отыскания нужного места). А птицам, совершающим перелеты на очень далекие расстояния и летящим в любую погоду, даже когда Солнце и звезды не видны или сносит сильный ветер, недостаточно и перечисленных механизмов, так что, установив это, исследователи вынуждены были устремиться на поиск еще каких-то неизвестных способов ориентировки. И тогда они припомнили о магнитном поле Земли.
Именно припомнили, потому что впервые о земном магнетизме как факторе птичьей ориентации заговорил еще в 1855 году российский ученый Миндендорф. Вычертив на карте линии перелетов семи видов птиц, он заметил, что все они тяготеют к северному магнитному полюсу, и на этом основании предположил, что птицы ориентируются по магнитному полю Земли. Это магнитное поле каким-то образом порождает в их телах электрический ток, рассуждал Миндендорф, и они используют этот ток для ориентировки в полете.
Миндендорф не сумел объяснить, что это за ток и как птицы его ощущают, и потому его гипотезу вскоре забыли. Однако в 1949 году о ней напомнил другой российский физик — В. Жаботинский. В статье, опубликованной в журнале «Наука и жизнь», он возродил «магнитную гипотезу» Миндендорфа, дополнив ее предположением, что этому полю при полете птиц помогает еще и так называемая сила Кориолиса. (Поясним: если планета вращается, а по ней или над ней что-то движется, то на это «что-то» всегда действует отклоняющая в бок сила. Например, реки из-за этого подмывают один берег сильнее другого.) Магнитное поле, заявил Жаботинский, указывает птицам направление нужного полета, а величина силы Кориолиса в каждом данном месте полета говорит им, где они находятся (то есть указывает их «координаты на карте»). Строгие расчеты показали, что предположение Жаботинского насчет силы Кориолиса неверно, но в одном он оказался провидцем — во второй половине ХХ века научная мысль, углубляясь в загадки птичьей ориентировки, снова вернулась к магнитному полю Земли, но на сей раз во всеоружии новейших экспериментальных методов.
Наша планета (в отличие от ряда других) обладает магнитным полем, силовые линии которого выходят из одного магнитного полюса (географического южного) и входят в другой (северный). Это поле порождается токами, текущими во вращающемся металлическом ядре Земли. Силовые линии земного магнитного поля огибают планету и в каждой ее точке имеют свой наклон («наклонение») к поверхности: на полюсах они строго вертикальны, на экваторе (магнитном, он немного не совпадает с географическим) они строго параллельны, а в промежуточных широтах имеют промежуточный наклон. Величина этого поля (ее называют «напряженностью») тоже меняется: самая большая на полюсах и вдвое меньше — на экваторе. Кроме того, она немного варьирует от места к месту из-за магнитных аномалий (залежей металлических руд и т.п.).
Уже первые ученые, занявшиеся детальным изучением поведения птиц в магнитном поле, немецкие орнитологи Вольфганг и Росвита Вилчко, установили, что многие виды перелетных птиц пользуются для ориентировки магнитным полем Земли. У этих птиц есть что-то вроде компаса (его так и называют «магнитным компасом»). Оказалось, однако, что, в отличие от обычного компаса, птичий магнитный компас улавливает не направление на север или на юг, а наклон магнитной силовой линии вверх или вниз. Природа запрограммировала птичий компас так, что осенью птица летит в ту сторону, куда идет силовая линия, поднимающаяся из-под горизонта, то есть летит в общем направлении к экватору, а весной — в ту сторону, где силовая линия уходит под горизонт, то есть в общем направлении к полюсам. Это сразу вызывает вопрос: каким же органом птицы «ощущают», куда и как направлены магнитные силовые линии?