Оказалось, что за последние 70 млн. лет инверсии (изменения знака) поля происходили не менее трех раз за каждые миллион лет. Продолжительность наиболее коротких из обнаруженных периодов с постоянным направлением поля около 50 тыс. лет. Однако существовали и длительные периоды постоянного знака поля. Например, в период, близкий к меловому (более 70 млн. лет назад), знак полярности оставался неизменным, вероятно, многие миллионы лет. Наряду с вековыми изменениями магнитного поля Земли имеются кратковременные возмущения его, называемые магнитными пульсациями и вариациями, а наиболее сильные – магнитными бурями. Эти возмущения изменяют поле, как правило, не более чем на 1 мкТл (0,01 Гс) и длятся от долей секунды до нескольких дней. Вызываются они изменениями ветров в ионосфере Земли и колебательными движениями магнитосферы, а магнитные бури и суббури являются откликами магнитосферы па возмущения межпланетного магнитного поля, являющиеся следствием солнечной активности. Кроме того, имеются регулярные вариации магнитного поля, связанные с лунными и солнечными приливами в ионосфере Земли.