Magnetické pole Země je přirozeným prostředím pro všechny organismy žijící na této planetě, které je zároveň ovlivňuje. Někteří živočichové dokážou pole detekovat a orientovat se podle něj. Pokud je pole vychýleno od normální intenzity, lze předpokládat, že tato změna bude mít na něj dopad, nejen z hlediska změny orientace, ale i změn fyziologických či ontogenetických. Magnetické pole je charakterizováno frekvencí, orientací, gradientem a intenzitou. Pozměnění jedné z těchto hodnot může znamenat výchylku od přirozeného magnetického pole (PMP) a mít za následek ovlivnění živých systémů. Mnoho prací se zabývá účinky změny frekvence magnetického pole z důvodu působení artificiálních polí generovaným člověkem, kterým jsme v moderním světě vystaveni nejčastěji tvořených elektrickými přístroji, spotřebiči či při lékařských vyšetření.

Na tvorbě magnetického pole Země se zřejmě podílejí dva faktory. Prvním je teplota jádra a druhým otáčení planety. Ve vnějším tekutém jádře dochází v důsledku vysokých teplot z vnitřního jádra k roztavení hmoty, která má nižší hustotu a stoupá k povrchu Země. Otáčení Země kolem osy má za následek spirálovité proudění hmoty směrem k povrchu fungující jako cívka, kterou prochází proud a vytváří magnetické pole. V důsledku rotace planety jsou jednotlivá magnetická pole proudů usměrněna a vzniká celkové magnetické pole Země, které má dipólový charakter, což znamená, že existují dva póly, mezi kterými probíhají siločáry stejně jako je tomu u obyčejného tyčového magnetu. Tyto póly se označují stejně jako geografické – severní a jižní. Geografický a magnetický pól se nachází na totožném místě. Magnetické póly se v průběhu let pohybují a nemají stálou pozici v důsledku rotace planety. Časově je PMP velice proměnlivé jak v síle, tak i v polaritě. Může dojít k tzv. přepólování, otočení magnetických pólů, které nastává průměrně jednou za 250 000 let a trvá několik dalších stovek let. Přepólování vzniká zeslabením pole na určitou hranici, což má za následek vznik několika jižních a severních pólů současně na různých místech planety, až dojde k otočení pólů a posléze následnému vrácení pólů do původní pozice. Intenzita magnetického pole

Země pravidelně osciluje v průběhu dne v důsledku rotace planety. Odchylky od 50 až do 300 nT mohou být způsobeny různými atmosférickými a kosmickými jevy. Nejčastějším takovým činitelem je Slunce a jeho aktivita, například výskyt slunečních (magnetických) bouří, které narušují magnetické pole Země. Dalšími zdroji variability PMP jsou faktory geologické, které mají lokální vliv. Intenzita v posledních desetiletích klesla, a pokud by toto snižování pokračovalo, mohlo by dojít v relativně brzké době k zmíněnému přepólování. V zemském poli se mohou vyskytnout určité anomálie. Tento jev, kdy je intenzita pole výrazně vyšší nebo nižší než normální hodnota v okolí, způsobuje geologická stavba povrchu, převážně koncentrace minerálů s obsahem železa. Hlavním přínosem magnetického pole z hlediska života na Zemi je ochrana planety před elektricky nabitými částicemi slunečního větru a před kosmickým zářením. Částice se pohybují po siločarách magnetického pole a tím se zabraňuje jejich dopadu na zemský povrch. Bez této protekce by život na Zemi nebyl možný.

Možnosti eliminace magnetického pole

K utlumení magnetického pole se nejčastěji využívají dvě možnosti. První možností je stínění pomocí magneticky nepropustného materiálu, např: Mu-metalem. Druhou je vynulování přirozeného magnetického pole cívkou, která tvoří ve středu závitů námi zvolené vlastní pole, např: Helmholtzova cívka. Mu-metalový box pouze částečně zastíní PMP. Je tvořen ze slitiny niklu a železa, často je označen pod názvem permalloy. Helmholtzova cívka vytváří homogenní pole a může téměř úplně kompenzovat PMP. Tomuto prostředí se říká near-zero magnetic field. V druhém případě je tedy možné dosáhnout nižší velikosti indukce, avšak díky problémům s kompenzací kolísajícího pole nikdy ne úplně nulové.

Vliv hypomagnetického pole na živočichy

Pro výzkum schopnosti se orientovat v PMP byly použity umělé experimentální podmínky. Autory nejčastěji zajímalo, zda se živočichové budou orientovat i v prostředí bez přítomnosti magnetického pole a jestli je možné lokalizovat místo těla, kde se nacházejí recepční orgány vnímající směr PMP Země. Vědce zajímalo, jakou přesnou úlohu mají při udržování migračního směru Rehka domácího (malý tažný pták z řádu pěvců) nebeské a magnetické podněty. Již dříve bylo zjištěno, že Rehek, který je v noci migrující pěvec, se pomocí těchto podnětů orientuje. Nebeskými podněty jsou myšleny především hvězdy a Měsíc. Na zjištění, zda se umí orientovat i bez informace dané polohou nebeských těles, nechali při tomto experimentu působit PMP, ale zakryli výhled na oblohu. Dále byla zkoumána aktivita ptáků v jednotlivých podmínkách (hvězdná obloha v PMP, jasná obloha v nulovém magnetické poli a zakrytá obloha v PMP). Ptáci byli umístěni v tzv. Enlenově trychtýři umožňujícím kvantifikovat směr, kterým se pokoušeli vzlétnout.

Aktivita byla hodnocena jako pocit škrábanců na stěně trychtýře potažené speciálním papírem zaznamenávajícím stopy. Ukázalo se, že Rehek má dva kompasové systémy, jeden založený na nebeských vizuálních podnětech a druhý na magnetickém poli. Obě tyto schopnosti jsou na sobě nezávislé. Pokud však nebyl přítomen ani jeden podnět (vizuální a magnetický), jejich schopnost orientace byla významně narušena. Bylo zjištěno, že živočichové magnetické pole k určení své pozice skutečně využívají. Hodnoty inklinace a intenzity magnetického pole se navíc v prostoru mění spojitě, živočich tedy může hodnoty ve svém domovském okrsku extrapolovat a využít k určení směru k domovu, jakmile se dostane na neznámé území (v podstatě „zmapuje" místa, na kterých dosud nikdo nebyl). Mnoho druhů ryb a paryb má elektroreceptory-orgány, jejichž pomocí vnímají elektrické pole a lokalizují tak například kořist nebo překážky. Nejen ryby, ale i širší spektrum vodních živočichů, vnímá magnetické pole právě pomocí elektroreceptorů.

Polární záře

Polární záře vznikají v oblasti dvou pólů, a to jak severního, tak i jižního. Podle toho, v jaké lokalitě se zrovna nacházejí, je také pojmenováváme. Na severní polokouli hovoříme o severní záři (aurora borealis) a na jihu o jižní záři (aurora australis). Polární záře vzniká vzájemným působením magnetického pole Země a Slunce, které kromě UV záření a dalších, ovlivňuje dění na naší planetě více, než si dokážeme představit. Vše způsobují takzvané sluneční skvrny, za nimiž stojí nerovnosti ve slunečním magnetickém poli. Ty pak vyvolávají erupce nabitých částic atomů, tedy protonů s kladným nábojem a elektronů s nábojem záporným. Tomuto procesu se v odborné terminologii říká ionizace. Tento mrak ionizovaných částic s kladným nebo záporným nábojem se pak pohybuje vesmírem 0,1 % rychlostí světla a po kontaktu s magnetickým polem Země, v němž se setká s neutrálními atomy. Ty pak způsobují rozsvícení nabitých částic proudících ve slunečním větru z nerovnovážného magnetického pole Slunce.

Důvod, proč se s tímto pozoruhodným atmosférickým jevem můžeme setkat výhradně v polárních oblastech je takový, že čím blíž se nacházíme, ať už severnímu nebo jižnímu pólu, tím je také větší magnetické pole Země. Jedná se svým způsobem i o jakousi ochrannou aktivitu, neboť kdyby atomy zemského pláště nezachytily ionizované částice slunečního větru, mohla by nás zahubit případná radiace. Pokud jde o barvu polární záře, tak ta je z velké části závislá na tom, s jakými atomy, respektive s jakými prvky, přijdou ionty slunečního větru do styku. Jelikož jím je nejčastěji kyslík, má tendenci se zbarvovat do zelena. Někdy se ale stane, že se střetne s dusíkem, a pak se setkáváme buď s modrou nebo červenou září. Polární záře patří k nejkrásnějším úkazům, jaké můžeme na obloze vidět.