在地球45亿年的生命史中,地磁的方向已经在南北方向上反复反转了好几百次。地球的磁场并非亘古不变,它的南北磁极曾经对换过位置,即地磁的北极变化成地磁的南极,而地磁的南极变成了地磁的北极,这就是所谓的“磁极倒转”。人们在世界各地记录当地的地磁场方向和强度;后来科学家们又发现在火山熔岩和大陆与海底的地质沉积物当中,能够找到更加久远的历史上的地磁记录。所有这些数据都告诉我们,地球磁场的空间分布非常复杂,反映了它的产生机制也非常复杂,决不是可以简单地想象为由一根南北向的磁铁棒所发出的;而地磁场的方向与强度在漫长的历史当中随着时间而发生的变迁,也是充满了未解之谜。地球磁极变化的最激动人心一幕是“磁极倒转”事件。在地球演化史中,“磁极倒转”事件经常发生。仅在近450万年里,就可以分出四个磁场极性不同的时期。有两次和现在基本一样的“正向期”,有两次和现在正好相反的“反向期”。而且,在每一个磁性时期里,有时还会发生短暂的磁极倒转现象。地球磁场的这种磁极变化,同样存在于更古老的年代里。从大约6亿年前的前寒武纪末期,到约5.4亿年前的中寒武世,是反向磁性为主的时期;从中寒武世到约3.8亿年前的中泥盆世,是正向磁性为主的时期;中泥盆世到约0.7亿年前的白垩纪末,还是以正向极性为主;白垩纪末至今,则是以反向极性为主。如果把地球的历史缩短成一天,在这期间你会发现手上的指南针像疯了似的乱转,一会儿指南一会儿指北。