地球的中心是地核，其分為兩層，內部是6000攝氏度的固體鐵實心內核；外部則是由熔融鐵和鎳組成的2200攝氏度液體外核。
液態鐵含有很多帶電粒子，帶電粒子會在壓力作用下向壓力較低的地幔運動。運動的液態鐵導電流自然而然形成了一個永久性的磁場，由此產生了穩定性的南磁極、北磁極。
按照慣性思維，宇宙中的其他星球應該也和地球一樣，擁有南北兩個磁極。但事實卻並非如此，僅僅是在八大行星之中，就有天王星和海王星兩個例外。
1986年1月24日，美國旅行者2號以81400公裡的距離飛越天王星。在最靠近天王星的2個小時裡，研究人員仔細探究了天王星系統。
這次探究讓研究人員十分疑惑，因為根據「磁場強度計」的測試和記錄，天王星的磁場非常複雜，其除了南北兩極外，還有多個極，而且自轉方向和角度也不一致。海王星上也出現了同樣的的現象。
天王星和海王星被稱為「姊妹星」。它們都是氣態行星；都是冰巨行星，天王星最低溫度-224攝氏度，海王星最低溫度-218攝氏度；兩個行星的大氣組成成分還基本一致，都是83%氫氣+15%氮氣+2%甲烷。
通過這些共同性，科學家們進行了嚴謹的分析推測。有人指出，天王星和海王星磁場混亂的情況，很可能是薄外殼循環流動的結果。即行星的電流運轉並非基於地核中產生，而是薄外殼中水、甲烷、氨和硫化氫組成的帶電流體推動的，簡稱「發電機效應」。
1988年，科學家們開始探測行星內部。驚訝地發現，天王星和海王星這種富含水的行星內部，由於極端壓力和極端溫度的作用，會出現一種反常的冰元素——冰十八。
冰十八是一種超離子導體，其一部分呈現固態，一部分呈現液態。正是地幔中廣泛大量存在的冰十八，才使天王星和海王星出現了奇異的磁場。
2019年，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家們，利用高能雷射和X射線成功製造出了冰十八。科學家們在實驗臺上盛了薄薄一層液態水，然後向水發射了6束雷射。這些雷射瞬間給了水400萬倍大氣壓的壓力，同時將水加熱到了2760攝氏度。
神奇的事情發生了。液態水在高溫高壓的作用下，其中的氧原子瞬間凍結成立方晶格，形成一種全新的冰晶——冰十八。而水中的氫原子則會在晶格中亂竄，還會產生帶正電的質子，使冰十八具有導電能力。
世界之大無奇不有，大家的觀念中，水在高溫作用下會變成水蒸氣。但誰能想到，經過2000攝氏度的極端高溫作用，水會變成冰，還會導致磁場紊亂呢？