Ученые, пытавшиеся разобраться в принципах работы этого прибора, пришли к выводу, что где-то на краю земли, далеко за океаном, на севере, стоит гигантская магнитная гора, которая и притягивает к себе стрелки компасов. Но на поиски диковинной горы моряки отправляться не спешили. Напротив, капитаны страшно боялись когда-нибудь случайно на нее наткнуться. Ходили страшные слухи о том, что магнитная сила ее так велика, что из подплывших слишком близко кораблей она вытаскивает гвозди, после чего корабли разваливаются и тонут.
Такие страхи царили вплоть до 1600 года, когда английский врач Уильям Гилберт придумал новую версию работы компаса. Он предположил, что магнитом является вся наша планета. Выточив из магнитного железняка шар, Гилберт приложил к нему компас и убедился в том, что он ведет себя в отношении шара так же, как и в отношении Земли, указывая всегда на одну точку.
В 1831 году шотландский мореплаватель Джеймс Кларк Росс нашел и отметил на карте место на севере, в котором северная стрелка компаса указывала строго вниз. Это место, получившее название Северного магнитного полюса Земли, располагалось на западном берегу полуострова Бутия (Северная Америка). Южный магнитный полюс в 1909 году обнаружил на окраине Антарктиды австралийский геолог Эджворд Дэвид. А почти за 100 лет до этого великий английский физик Майкл Фарадей придумал систему силовых магнитных линий, которые, как он считал, и заставляют стрелку компаса вертеться в нужном направлении. Линии Фарадея шли от северного полюса магнита к южному и отмечали траекторию пути, на которой мощность магнитного поля была постоянной. Помещенная в окружение таких линий магнитная пластина должна была лучше всего «чувствовать себя» в том случае, когда она располагалась вдоль одной из них. Ибо для того чтобы отклониться от нее и попасть в район с другой напряженностью, ей следовало совершить работу, которой она, как и любое нормальное физическое тело, стремящееся к максимальному покою, всячески избегало.
Тогда Фарадей и не знал даже, что открыл принцип, по которому действует главная защита нашей планеты. Как он и предполагал, магнитное поле Земли имеет форму яблока. В своих углублениях (в районе черенка и напротив), которые являются Северным и Южным магнитными полюсами, оно касается Земли, расходясь далее широкими кругами. Силовые линии магнитного поля планеты «выходят» из района Северного магнитного полюса и, проделав гигантский кружной путь, «погружаются» в нее уже на юге. Любые виды космической радиации состоят из заряженных частиц. Натыкаясь на силовые магнитные линии, частицы упираются в магнитное поле, как в воздушный шарик. Для них гораздо проще обогнуть поле, чем лететь через него. Только очень мощный поток может пробить такую защиту и достигнуть Земли. Такое случается в периоды, когда активизировавшееся внезапно Солнце выбрасывает в нашу сторону струи ионизированного газа. Газ порождает в нашем магнитном поле магнитные бури и долетает до поверхности планеты в виде мощных потоков заряженных частиц, причиняющих многим людям страшную головную боль — как в переносном (вырубая электронику и мешая работе радиосвязи), так и в самом прямом смысле. Те частицы, что менее энергичны, пытаясь преодолеть заслон, теряют последнюю энергию и далее плывут по течению, то есть по тем самым линиям магнитного поля. Плывут на север, где, сталкиваясь с атмосферой, заставляют ее светиться полярным сиянием.
Все было бы очень хорошо, если бы это поле было постоянным, однако таковым оно не является.
Установить этот факт помогли вулканы. В извергаемой ими магме всегда есть молекулы и кусочки слабомагнитных материалов. Пока лава жидкая, они свободно в ней перемещаются и, подобно стрелке космоса, располагаются вдоль силовых линий, обращаясь северным полюсом — на север, а южным — на юг. После того как магма застывает, возможность переориентации уже пропадает. В 1906 году, изучая следы древних вулканических извержений, французский физик Бернар Брюнес обнаружил, что в некоторых из них магнитные материалы повернуты в обратную сторону. Северным полюсом — к югу, и наоборот.
Причем такая странная ориентация была характерна для всех пород того же возраста. Это могло быть только при условии, что во времена, когда эти вулканы работали, магнитное поле Земли было ориентировано строго в обратную сторону и ее Северный магнитный полюс располагался на юге.
Если верить специалистам, изучающим магнитное поле, переполюсовки на нашей планете происходили уже не одну сотню раз. Только за последние 76 миллионов лет поле меняло свою ориентацию 171 раз. Причем продолжительность периодов от одной смены до другой была различной — от 3 миллионов до 50 тысяч лет. В среднем на каждый «магнитный» период уходило около 450 тысяч лет. Сейчас мы сильно «перебрали» этот срок: последняя переполюсовка на Земле состоялась 780 тысяч лет назад.