Через 100 лет испанский историк и географ Хосе де Акоста (1540–1600) вычислил углы склонений, указал на то, что они могут меняться, а также нашел места на земном шаре, где склонения нет вовсе. Такие точки, например Азорские острова, расположены на меридиане, который лежит на плоскости, проходящей сразу через две оси: географическую и магнитную. В связи с этим Акоста акцентировал внимание на несовпадении северного и магнитного полюсов, а вдобавок детально объяснил принцип работы компаса.
На полвека раньше было открыто еще и магнитное наклонение. Автором этой находки стал астроном из Германии Георг Хартманн (1489–1564). Именно он первым заметил, что свободно закрепленная горизонтальная стрелка магнита, попав на плоскость магнитной линии, в Южном полушарии качнется вверх, в Северном — вниз, а на магнитном полюсе примет вертикальное положение.
Однако о том, что наша планета представляет собой гигантский магнит, лишь в 1600 г. заявил британский ученый и придворный лекарь королевской семьи Уильям Гильберт (1544–1603). Ученый создал уменьшенную копию Земли из магнетита и стал экспериментировать, прикладывая к разным зонам шара магнитную стрелку. В итоге стрелка показала все варианты магнитного наклонения: на полюсах встала вертикально, в районе экватора легла горизонтально, а на промежуточных участках накренилась по диагонали. Затем Гильберт измерил склонение на своей «мини-планете» и решил, что причина его возникновения кроется в неровностях земного рельефа и залежах магнитных минералов в недрах континентов.
В 1634 г. лондонский математик и астроном Генри Геллибранд (1597–1637) подтвердил выводы Гильберта о том, что магнитные линии не стоят на одном месте. На основании собственных замеров магнитного поля, проведенных в Лондоне, а также данных других ученых за 1580―1622 гг. Генри заключил: за полвека меридианы сдвинулись на 7°.
В начале XVIII в. стараниями британского физика и астронома Эдмунда Галлея (1656–1742) была выпущена первая карта магнитного поля Земли. В середине столетия ученые смогли объяснить полярное сияние периодическими изменениями силы магнитного поля и направления его линий, хотя испокон веков небесные огни представлялись людям магией, волшебством и божественным знамением. А в XIX в. немецкие физики Карл Фридрих Гаусс (1777–1855) и Вильгельм Вебер (1804–1891) в ходе исследований геомагнетизма (которые проводились одновременно учеными 50 обсерваторий, в том числе Геттингенской) сделали целый ряд новых открытий.
Во-первых, они убедились в гильбертовской теории, согласно которой земной магнит спрятан в самых глубинных недрах планеты. Во-вторых, обнаружили два типа изменений магнитного поля: временные и постоянные. Первые — так называемые магнитные бури — вызываются всплесками активности на Солнце, когда с поверхности светила исходят мощные электромагнитные волны либо потоками извергаются ионы (положительно и отрицательно заряженные атомы) гелия и водорода, а также свободные электроны, которые создают собственное магнитное поле. Атакуя магнитную оболочку Земли, высокоэнергетические ветры словно сдувают ее, и она содрогается — с одной стороны планеты линии прижимаются к поверхности, а с другой вытягиваются. Подчас земная атмосфера насыщается электричеством, и напряженность магнитного поля усиливается.