历史地质学/地磁反转
在本文中，我们将讨论地球磁场反转的证据。
当 岩浆岩 形成时，随着岩石的温度下降到低于所谓的居里温度（简单来说，居里温度是材料无法磁化的温度，而低于居里温度，材料可以磁化），以铁为基础的 矿物，如 磁铁矿 和 赤铁矿 会被地球磁场磁化，指示岩石形成时的地球南北磁极方向。
沉积岩 也可以指示这些方向：当沉积物在深海海底等低能环境中沉积时， 磁铁矿 和 赤铁矿 的磁化颗粒会像许多微小的指南针一样，排列在地球磁场的方向，指示沉积物沉积时的南北磁极方向。
当地质学家意识到这是事实时，他们立即意识到研究古代岩石的磁性可以告诉他们地球磁场在远古时期的存在情况：古地磁学。
对古地磁学的研究导致了磁场反转的发现。目前地球磁场表现出所谓的正常极性：也就是说，磁北极位于地理北极附近，磁南极位于地理南极附近。但对古代岩石古地磁性的研究表明，在地球历史上，有时存在反向极性，磁北极位于南半球，反之亦然。
显然，地球会定期经历地磁反转，其中南北磁极会发生转换。
我们今天可以看到， 矿物 在 沉积岩 和 岩浆岩 中会与磁场的当前方向对齐；这种物理原理是众所周知的——这正是它们应该做的事情。
我们还可以看到，过去沉积的一些岩石的磁性排列方向相反。此外，所有年代可追溯到过去的特定时间的岩石都具有相同的排列方向：年代可追溯到 6000 万年前的岩石，无论你在哪里观察，它们都具有反向极性。
这实际上只给我们留下了一个合理的解释。当然，我们可以想到其他不合理的解释。也许物理定律本身一直在来回变化；或者也许每隔一段时间，所有的大陆都会同步完美地快速旋转 180 度。但是，假设极点本身在移动，这需要更少的想象力。
这一事实得到了极点可检测的移动的证实。没有人目睹过地磁反转，这并不奇怪，因为根据证据显示，它们大约每 100，000 年才发生一次。但是极点确实在移动：真北和磁北之间的差异自 16 世纪以来一直是测量和探究的主题。在撰写本文时，磁北极正以大约 40 公里/年的速度移动，对于地质学中发生的事情来说，这是一个异常快的速度。虽然对这种被称为长期变化的观察并不能完全证实过去地磁反转的发生，但它确实为其发生的可能性提供了依据。
最后，在最近几十年，人们已经能够对地球核心的行为进行数值模拟，始于 1995 年 Glatzmaier 和 Roberts 的工作（你可以在 这里 阅读）。简而言之，他们在大型而强大的计算机中输入了相关的物理定律以及对地球核心主要力和能量的最佳估计。我们可以省略细节，但需要注意的是，他们的模型中没有明确包含与极点运动有关的内容，因此如果在模型中发现它们在移动，那么这必须是情况物理学的隐含结果。
他们的模型确实表现出极性反转。这些模型还表现出其他一些特征，这些特征让我们对它们的总体准确性充满信心：首先，它们能够表现出自持的电磁场；其次，它们表现出我们今天可以观察到的那种长期变化；第三，它们表现出一种以前从未猜想过的一种现象：固态内核 核心 的旋转速度略快于地球的其余部分：也就是说，它的旋转速度略快于每天一次。这一真正非凡的预测后来得到了地震学数据的支持（你可以在 这里 阅读）。
因此，我们可以认为过去地磁反转的存在是建立在非常坚实的基础上的，因为它们原则上应该发生，并且所有证据表明它们实际上发生了。