科学家通过模拟一个与地球磁场非常相似的理论磁场来进行分析。结果表明，地球不停地自转和公转，带动地球中心的外核围绕内核运动，从而产生了磁场。通常这个磁场的磁北极和磁南极与地球的北极和南极相对应。但受地球自转的角度及速度的影响，内地核比外地核及地幔的旋转速度更快，使外核中以铁、镍为主的液态物质产生对流，同时产生微弱电流，电流和机械转动的流体之间的相互作用便产生了一个磁场。发生南北极互换的现象是由于外地核的流体运动实际上是与地球原有磁场相互交织并切割磁力线，从而产生了一个新的磁场，以替代耗散的部分原有磁场，使原有的磁场偏离极地越来越远。
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