Magnetické anomálie
Geomagnetické pole se skládá z několika částí. Hlavní složku vytváří výše popsaný virtuální magnetický dipól. Skutečné magnetické pole Země však vykazuje ještě další komponenty nedipólové povahy. Jsou to především kontinentální anomálie, označované také jako zbytkové nedipólové pole. Známe jich celkem šest (tři kladné - asijská, antarktická a americká a tři záporné - australská, africká, islandská) - Krs (1969). Mají rozměry kolem 7 000 km, přičemž za ně podle našich současných představ odpovídá šest (nebo větší počet) paprskovitě (radiálně) uspořádaných dipólů u povrchu zemského jádra v hloubkách asi 3 000 km pod zemským povrchem (Marek, 1990).
Existují ještě regionální magnetické anomálie. ty jsou podstatně menší, velké desítky až stovky kilometrů. Vznikají v zemské kůře (v hloubkách do 70 km pod zemským povrchem) a liší se magnetizací výrazně rozdílnou od okolního geologického prostředí. Je to způsobeno hlavně anomální koncentrací minerálů obsahujících železo. Takovou anomálií je např. Kurská magnetická anomálie tvořená páskovanými železnými rudami, které se v oblasti usazovaly (sedimentovaly) kdysi dávno, když byla oblast celá zalitá mořem. Podobná je anomálie Kiruna v severním Švédsku. Na rozdíl od Kurské anomáli pochází zdejší železo z nitra Zeměkoule, odkud se dostalo s vyvřelinami a soustředilo se v minerálu magnetit. Jeho výrazného magnetismu lidé v severním Švédsku využívali při vyhledávání ložisek železných rud už od roku 1640. Stačil k tomu kompas. Pozici a velikost magnetických anomálií ukazují světové magnetické mapy. Měření geomagnetického pole se dnes provádí pomocí družic - např. v rámci programu CHAMP MF5 .
Magnetické anomálie z družicových dat CHAMP MF5 (Maus 2006). Největší "osten" vpravo nahoře představuje Kurskou magnetickou anomálii.
Provozovatelům družicových systémů přidělává starosti Jihoatlantická anomálie, rozkládající se mezi jižní Afrikou a jižní Amerikou. Pod tímto prostorem vykazuje magnetické pole ve vnějším jádru Země opačný směr.,Je to pravděpodobně způsobeno dominantním opačným prouděním roztavených hmot ve vnějším jádru (např. Hartmann a Pacca, 2009). Také intenzita geomagnetického pole je nad touto anomálií o třetinu menší. Znamená to, že ochranná funkce magnetosféry je nad Jihoatlantickou anomálií méně efektivní a více kosmického záření proniká do atmosféry. Z důvodu ochrany před poškozením jsou důležité přístroje družic při přeletech nad touto anomálií vypínány. Totéž platilo i pro Hubblův vesmírný teleskop. I pod severní polokoulí se ve vnějším jádru objevují menší plochy s opačnou polaritou a jejichž počet pomalu narůstá. Může to být dokladem toho, že proces přepólování zemského dipólu již započal.
Magnetické variace
Magnetické pole Země nemá stálý charakter. Kromě přepólování dochází ke změnám, které nazýváme variacemi lišícími se délkou trvání. Dlouhodobá (sekulární) variace probíhá v časových intervalech od jednoho do tisíce let a má taktéž svůj původ v magnetohydrodynamickém proudění roztavených hmot ve vnějším jádru. Oblasti, ve kterých je dlouhodobá variace nejrychlejší, se nazývají ohnisky. V současnosti jich je známo na osm - čtyři kladná a čtyři záporná - s výskytem v blízkosti kontinentálních anomálií (Marek 1990). V průběhu desetiletí se ohniska mění, některá mohou mizet a nová vznikají. Systematicky se posunují k západu rychlostí 0,2° za rok. Jedním z projevů dlouhodobé variace jsou změny polohy obou magnetických pólů a tím i změny velikosti magnetické deklinace (tj. úhlu mezi magnetickým a zeměpisným severem). V průběhu 20. století urazil severní magnetický pól dráhu dlouhou 1100 km a od roku 1970 se pohyb pólu zrychlil z 9 na 41 km za rok (zdroj). V Londýně deklinace naměřená v roce 1540 činila +7,2°, pak vzrostla do roku 1580 na +11°. Do roku 1819 klesala na hodnotu -24.5° a dnes je opět kladná. Některé historické kompasy mají úhlovou stupnici trvale pootočenou o hodnotu magnetické deklinace v místě a roce výroby. Střelka kompasu pak ukazovala azimut ke geografickému severu (tj. k místu, kde povrch protíná osa rotace Země). Jako jeden z prvních zaznamenal deklinaci i Kryštof Kolumbus při své první cestě do Ameriky.
Pro úplnost je třeba zmínit krátkodobé variace magnetického pole Země v délce trvání zlomků vteřin až několika let. Jejich příčinou jsou mimozemské vlivy - hlavně změny ve sluneční aktivitě.