Когда-то, еще на самой заре развития науки, считалось, что магнитное поле Земли образовано главным образом из-за того, что в сердцевине нашей планеты залегает огромная масса намагниченного железа. В настоящее время известно, что в действительности причины формирования магнитного поля Земли гораздо более сложные и более комплексные.
У Земли есть ионосфера — слой высокоионизированного газа, состоящего в основном из электронов и протонов. Заряженные частицы захватываются магнитным полем Земли и движутся вдоль силовых линий, образуя так называемые радиационные пояса. Этот ионизированный газ образуется за счет фотоионизации атомов атмосферы солнечным излучением. Но в силу непостоянного характера солнечной активности помимо постоянной составляющей излучения, создающей саму ионосферу, образуются струи солнечного ветра. Этот поток то ослабевает, то усиливается в соответствии с активностью Солнца. Именно магнитное поле Земли в основном защищает планету от солнечного воздействия. Возросшее при сжатии магнитное поле Земли препятствует проникновению солнечного плазменного ветра. Можно сказать, что космическое околоземное пространство из радиационных поясов, ионосферы, атмосферы создает защитный панцирь. Но в результате цикличности солнечной активности, а также движения всей Солнечной системы в Галактике и продолжающейся внутренней земной активности земное поле меняет свою магнитную напряженность, и даже иногда происходит «обращение» магнитных полюсов Земли: северный и южный магнитные полюса Земли периодически как бы «меняются местами».
В настоящее время северный «магнитный» полюс Земли смещен относительно географического полюса на 600 миль. Более того, он постоянно перемещается, примерно со скоростью 25 миль в год. В настоящее время он находится в северной части Канады, однако с течением времени, скорее всего, он переместится в район Сибири.
Магнитное поле Земли образует, как уже указывалось выше, своеобразный «защитный панцирь» вокруг нашей планеты, состоящий из радиационных поясов, ионосферы и атмосферы. Иногда это пространство в целом называют «магнитосферой» Земли. Хосе Аргуэльес называет это «оболочкой» Земли. Несмотря на то что магнитосфера в принципе невидима и мы порой практически не ощущаем ее существования, на самом деле она имеет исключительно важное значение для Земли, в первую очередь в силу того, что она в основном защищает Землю от жесткого космического излучения. Так, например, заряженные электроны, несущиеся на Землю со стороны Солнца и из открытого космоса, задерживаются в верхней части так называемых «поясов Ван Аллена» магнитосферы на высоте примерно 10 000 миль над поверхностью Земли. Протоны же задерживаются в нижней части «поясов Ван Аллена», на высоте примерно 3000 миль над земной поверхностью. Воздействие магнитосферы частично искривляет дугу их полета, частично отбрасывая заряженные частицы обратно в космос, а частично перенаправляя их в районы магнитных полюсов Земли, где они вызывают полярные сияния и становятся причинами неполадок в радиокоммуникациях.
Большая часть заряженных частиц, порождающих полярные сияния, имеет своим источником происхождения Солнце — именно оттуда они приносятся на Землю. Еще четыре столетия тому назад Галилео Галилей, наведя телескоп на Солнце, выяснил, что на его считавшейся прежде совершенно гладкой и сияющей поверхности периодически возникают более темные «солнечные пятна». Это открытие вызвало большое недовольство официальной церкви, поскольку до этого церковная доктрина утверждала, что поверхность Солнца, созданного Творцом, абсолютно «безупречна». За открытие явления «солнечных пятен» и за утверждение о том, что Земля вращается вокруг Солнца, Галилео Галилей был по повелению инквизиции заключен под стражу. Однако даже такие жесткие меры не принудили остальных астрономов отказаться от изучения поверхности Солнца. Довольно скоро выяснилось, что появление и исчезновение солнечных пятен на поверхности нашего светила подчиняются в основном 11-летнему циклу. В 1961 году ученый Джордж Бабкок предположил, что появление солнечных пятен вызвано тем, что скорость вращения отдельных областей Солнца, в частности его полюсов и экватора, непосредственно зависит от широты: экватор Солнца вращается значительно быстрее полюсов. Вращаясь таким образом, Солнце закручивает свое собственное магнитное поле и в местах, где магнитное поле выходит на поверхность в форме петли, и образуются солнечные пятна.