แม่เหล็ก
แม่เหล็กมี 2 ขั้วเสมอ ขั้วเหนือและขั้วใต้ ถ้าแขวนแท่งแม่เหล็กให้เคลื่อนที่อย่างอิสระ เมื่อหยุดนิ่ง ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ (N) ขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ (S) ขั้วแม่เหล็กทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้จะดูดสารแม่เหล็กเสมอ เมื่อนำแม่เหล็ก 2 อันมาอยู่ใกล้กัน ขั้วเหมือนกันจะผลักกัน และขั้วต่างกันจะดูดกัน แรงดูดจะมีมากที่สุดที่บริเวณขั้วทั้งสองของแม่เหล็กและลดน้อยลงเมื่อถัดเข้ามา เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางออกจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ ทั้งสามมิติ สนามแม่เหล็กหมายถึงบริเวณที่แม่เหล็กส่งแรงไปถึง
การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล
การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล (Magnetostratigraphy หรือ Magnetic stratigraphy) เป็นสาขาใหม่ของวิชาธรณีวิทยาที่ว่าด้วยลำดับชั้นโดยวิธีทางสนามแม่เหล็กและอายุของหิน ซึ่งมีการศึกษาค้นคว้ามากมายตั้งแต่กลางปี ค.ศ. 1960 หลักการเริ่มต้นของการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลก็เพื่อนำไปประยุกต์ในการศึกษาหินภูเขาไฟและตะกอนที่มีอายุน้อยกว่าหรือประมาณ 5 ล้านปี เทคนิคของการลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาล เพิ่งจะถูกประยุกต์ใช้กับหินที่มีอายุเก่าแก่กว่านั้นและช่วงการวัดระยะเวลาของขั้วแม่เหล็กก็ได้ขยายย้อนไปจนถึงยุคจูราสสิกและบางส่วนของยุคที่เก่าแก่กว่านั้นแล้ว การลำดับชั้นสนามแม่เหล็กบรรพกาลได้เริ่มต้นจากการค้นพบว่าแร่เหล็กจำนวนมากในหินภูเขาไฟและหินตะกอนสามารถบ่งบอกทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในช่วยเวลาที่หินกำเนิดขึ้นมาในช่วงเวลาเย็นตัวของหินหลอมเหลว แร่ธาตุจะถูกถ่ายทอดความเป็นแม่เหล็กตามทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในช่วงเวลานั้นและทำให้เกิดการแข็งตัวภายใต้อุณหภูมิช่วง 500-600 องศาเซลเซียส สำหรับเหล็กออกไซด์ซึ่งเรียกว่า Curie point คือเมื่อหินอยู่ในช่วงอุณหภูมิดังกล่าวอิทธิพลของสนามแม่เหล็กจะส่งแรงกระทำต่อมันและอะตอมในสนามแม่เหล็กที่อยู่ใน crystal lattices ของแร่จะเริ่มเรียงตัวขนานกับของอีกอันหนึ่งและขนานกับทิศทางของสนามแม่เหล็กโลก เมื่อหินเย็นตัวต่อไปอีกอะตอมเหล่านี้ก็จะยังอยู่ในแนวการเรียงตัวเช่นนี้ทำให้แร่ที่อยู่ในธรรมชาติเหล่านี้ก็จะกลายเป็นแม่เหล็ก โดยจะมีขั้วขนานกับสนามแม่เหล็กโลกระหว่างการตกตะกอนของหินตะกอน แร่ขนาดเล็กที่มีสมบัติเป็นแม่เหล็กสามารถที่จะหมุนตัวไปตามช่องว่างในขณะที่เป็นตะกอนอ่อนอยู่บริเวณผิวหน้าและจะมีกลไกการเรียงตัวไปตามทิศของสนามแม่เหล็กโลก นี่คือการจัดเรียงตัวของแร่แม่เหล็กในหินภูเขาไฟและหินตะกอนที่ทำให้ทราบคุณสมบัติสำคัญทางแม่เหล็กของหิน คุณสมบัติเหล่านี้ถูกเก็บเอาไว้เป็นระยะเวลานานเว้นแต่ว่าหินนั้นจะได้รับความร้อนในระดับ Curie point อีกครั้ง ดังนั้น อำนาจแม่เหล็กที่ยังตกค้างอยู่จะเรียกว่า remanent magnetism เนื่องมาจากหินตะกอนขนาดเล็กอาจถูกรบกวนจาก bioturbating organism หรือจากกระบวนการทางเคมีและกายภาพในระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีในชั้นหินนั้น ในช่วงเวลาสลายตัวและแข็งตัวกระบวนการถ่ายทอดความเป็นแม่เหล็กของหินตะกอนก็จะมีความเสถียรน้องลงกว่าที่เคยเป็น และจะทำให้แม่เหล็กอ่อนลงกว่า Canic lavas การศึกษา remanent magnetism ในหินที่มีอายุต่างกันออกไป เพื่อที่จะหาความหนาแน่นและทิศทางของสนามแม่เหล็กในยุคต่างๆของธรณีวิทยาเรียกว่า paleomagnetism