地球靠著強大的引力，在周圍聚集了一層厚達1000公裡的大氣層，過濾掉了太陽光線中99%的紫外線，保護著地球上的生態系統。在大氣層頂端600—1000公裡之間，還存在著一頂「地球保護傘」——地球磁層，在它的作用下，主要由氫、氦組成的等離子太陽風，會被迫繞過地球向前運動，這就極大降低了太陽風對地球的危害。
地球磁場這一概念的提出，已經過去整整420年了，關於它的起因，科學界一直沒有一個統一的標準解釋。更不可思議的是，科學家發現地球磁場的強度並不是一成不變的，在過去7000萬年的時間裡，它的強度一直在發生變化，甚至出現了上百次磁極反轉的現象。
研究表明，過去的120年中，地球磁場的強度已經下降了10%—15%。如果地球磁場的強度持續減弱下去，將會再次發生反轉。而在計算機模擬中，未來100年地球磁場的強度有可能上升，但同時也有可能大幅度下降，直至出現磁極反轉。
那麼地球磁極的反轉，到底是怎樣形成的？未來100年，還會發生嗎？
地球磁場的起因
地球磁場屬於弱磁場，平均強度不足1高斯。這樣的強度，還沒有一塊手掌大小的磁鐵強度大。它的磁極與南極、北極並不重合，兩個磁極的連線與地球自轉軸存在11.3度的傾斜角。
地球磁場的起因現在還沒有完全揭開，大多數科學家認為它是由固態內核外層液體鐵漿的定向流動造成的。有一部分科學家認為，地球外核的液態鐵中，電子的定向流動和地球最原始的微弱磁場之間，會像磁流體發電機一樣，磁力與電流產生相互增強的作用，從而達到一種平衡，形成地球周圍的磁場分布。
但這種解釋是有漏洞的，有物理學家指出，在地球外核，上千度的高溫會使液態鐵的磁性幾乎全部喪失，因而地球內部不可能存在一個天然的磁電機。時至今日，地球磁場的起因還是一個迷，但有一點可以肯定的是，它一定與地球外核液態鐵的定向流動有關係。
地球磁極反轉的原因
令人驚訝的是，還沒有徹底搞清楚磁場起源時，地球磁極的反轉，反而顯得更容易被解釋。科學家曾提出過一個離譜的解釋：百萬年前一顆小行星進入了地球軌道，最終在對地球強烈的衝撞之下，造成地球外核液態鐵的流動發生變向，逐漸導致磁極發生反轉。而更靠譜的解釋是：
地球外核的液態鐵等重金屬物質，在溫度達到熔點，壓力達到百萬個標準大氣壓的條件下，使得大量電子獲得能量，形成一層覆蓋內核的電子層，進而出現一個由電子組成的負電層，負電層在地球自轉產生的擾動之下，可能會隨著液態鐵漿改變流動方向，就逐漸產生了地球磁場方向的變化，甚至於磁極的徹底反轉。
未來100年會發生磁極反轉嗎？它對地球有什麼影響
已有證據表明，地球磁極曾經最短在4年時間內完全發生過反轉。由此推論，未來100年內地球磁極發生反轉也不是不可能的。不過大多數情況下，地球完整的一次磁極反轉會持續相當長一段時間，達到幾萬年甚至上百萬年。
另一方面，就算在未來的日子裡，人類經歷了地球的磁極反轉，那也並不代表著世界末日的出現。因為它對地球的影響遠遠不是毀滅性的，但會造成候鳥、回遊魚和其它遷徙類動物迷失方向，並可能使地球直接暴露在太陽風的吹射之下，對電力、通訊系統包括人類自身的健康造成損害。