Teorie
Místa, kde se sbíhají (ale neprotínají) siločáry magnetického pole Země generovaného pohybem železného jádra, se nazývají magnetické póly. Vzhledem k tomu, že severní pól magnetky směřuje přibližně k severnímu zeměpisnému pólu, leží v jeho blízkosti jižní magnetický pól Země. Severní magnetický pól najdeme v místě 80° jižní šířky a 108° východní délky, poblíž ruské polární stanice Vostok. Tady se střelka kompasu chová velmi divoce: ukazuje směrem dolů, do země. Kryštof Kolumbus na své cestě do Ameriky objevil, že osa střelky svírá se spojnicí zemského severu a jihu určitý úhel, který se během cesty měnil. Tak nalezl magnetickou deklinaci.
Znázornění magnetického pole Země, N - severní pól, S - jižní pól.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.
Navíc se po zemském povrchu oba magnetické póly dost rychle pohybují. Za posledních 120 let urazil severní magnetický pól dráhu asi 300 km a jižní dokonce kolem 1000 km. Z posledních měření vyplynulo, že póly se pohybují rychlostí až 15 km za rok.
Magnetické pole nebo také magnetosféra tvoří ochranný štít Země. Magnetické pole Země vzniká v horké a tekuté vrstvě vnějšího jádra Země a má v blízkosti Země přibližně dipólový charakter. Protože roztavené železo, kterým je tvořeno jádro, je vodivé, indukuje se v něm při pohybech v slabém magnetickém poli elektrický proud, který obráceně zase způsobuje vznik silnějšího magnetického pole. Celý tento proces je obdobný tomu, jak vzniká elektrický proud v dynamu, a proto se celá teorie nazývá teorie hydromagnetického dynama.
Magnetické pole chrání Zemi před rychlými nabitými částicemi přicházejícími ze Slunce – slunečním větrem, který proudí průměrnou rychlostí asi 500 km s–1 a deformuje magnetické pole Země společně s magnetickým polem Slunce.. Na straně přivrácené ke Slunci má tvar rázové vlny a na odvrácené straně dlouhý ohon. Nabité částice přicházející od Slunce obtékají rázovou vlnu a část z nich vniká do atmosféry oblastmi polárních kaspů (z anglického cusp = roh, cíp). Tam pronikají až do atmosféry částice kosmického záření a vznikají magnetické bouře. Aktuální podmínky na Slunci, ve slunečním větru, v magnetosféře a ionosféře obecně označujeme jako kosmické počasí. Jejich předpovídáním se zabývá jedenáct regionálních center, pro střední Evropu je toto centrum v Praze. Jejich úkolem je poskytovat informace téměř v reálném čase o geomagnetické aktivitě, kde změny mohou dosahovat stovek nT během několika minut. Sledují také změny vnitřního magnetického pole, které se pohybují v jednotkách nT za rok. V předpovědi počasí se uvádí informace týkající se sluneční aktivity (ve stupních velmi slabá, slabá, střední a silná), geomatické aktivity (ve stupních klidné, neustálené, narušené a silně narušené). V současné době se intenzivně zkoumá vliv geomagnetické aktivity na počasí. Vysokoenergetické částice slunečního větru, kterým se za daných podmínek podaří vstoupit do magnetického pole Země, způsobují vznik polární záře, ohrožují rozvody elektrické energie, potrubí dopravující ropu a plyn, telekomunikační kabely, zabezpečovací zařízení železnic a posádky letadel.
Magnetické pole Země a ionosféru zkoumá nebo zkoumalo několik sond. Mezi nimi například sondy CLUSTER (na jejichž vývoji spolupracovali i čeští vědci), které kolem Země letí ve vzájemné formaci ve vrcholech čtyřstěnu a provádějí dosud nejdetailnější prostorová měření parametrů slunečního větru a jeho interakce s magnetosférou Země. Cluster poprvé detekoval plazmové vlny v magnetopauze, pohyby rázové vlny pod nápory slunečního větru, prolétl skrze polární kasp a vytvořil první třírozměrný obraz magnetosféry Země. POLAR je známa skvělými vizuálními a ultrafialovými snímky aurorálního oválu a polárních září. Jedinečné jsou nahrávky "zvuků" z ionosféry, především tzv. hvizdů – krátkých nízkofrekvenčních elektromagnetických pulsů šířících se podél zemských magnetických silokřivek.
Člověk k orientaci na zemském povrchu používá kompas už asi dva tisíce let. Až v 19. století si všiml, že není sám. Příkladem může být vynikající orientační smysl včel, bakterie Aquaspirillum (obsahují v buňkách asi dvacet částic magnetitu Fe3O4, které jim usnadňují orientaci), želv (jejich mozky obsahují magnetické částice, jejich mozek dokáže vnímat magnetické pole horizontálně i vertikálně).
