Но в составе земного магнитного поля имеются еще компоненты, быстро меняющие свою величину. Они имеют своим источником третью геофизическую область, а именно ионосферу и внешнюю атмосферу, лежащую в пределах нескольких радиусов Земли над ее поверхностью. В этой области происходят процессы, которые называются аэрономическими и вызваны наличием в атмосфере Земли различного рода диссоциированных (ионизированных) частиц атмосферных газов и космического пространства. Электрически заряженные частицы, двигаясь в слоях ионосферы и высокой атмосферы, создают магнитные поля, которые мы и регистрируем на поверхности Земли в виде различного рода вариаций.
Как известно, существуют солнечносуточные и лунносуточные вариации геомагнитного поля (так как электрическое состояние ионосферы зависит от изменения солнечного излучения и от положения Луны по отношению к Земле). Кроме того, часто наблюдаются нерегулярные вариации, так называемые магнитные возмущения, или бури. В последнее время внимание геофизиков привлекает большой круг короткопериодических вариаций электрического и магнитного полей Земли. Изменения поля имеют в данном случае очень небольшую величину — около одной десятимиллионной части напряженности земного поля, и колебания ее значения происходят с периодами от нескольких секунд до нескольких минут.
Почему столько внимания привлечено к изучению вариаций геомагнитного поля? Потому, что они являются очень чувствительным индикатором всяких изменений электрического состояния ионизованных газов в верхней атмосфере. Врываются ли корпускулярные потоки в нашу атмосферу, развиваются ли там мощные электрические явления (например полярные сияния), нарушается ли распространение радиоволн — все это сейчас же отражается в соответствующих изменениях магнитного поля и в токах земной коры. Для того, чтобы находить однозначные связи между этими явлениями, необходимо их тщательно синхронно изучать.
Особенна важно изучить эти вариации не только на поверхности Земли, но и в самой высокой атмосфере. Измерения вариаций магнитного поля при помощи ракет дали важные сведения об электрическом состоянии ионосферы на высоте около 100 километров.
В огромной степени возросли возможности геомагнитных исследований на больших высотах с запуском ИСЗ. На искусственном спутнике Земли для этой цели устанавливаетчя специальный прибор — магнитометр.
Сто лет назад основу приборов, при помощи которых измерялось магнитное поле Земли на обсерваториях службы земного магнетизма и в экспедициях магнитной съемки, составляла намагниченная стрелка. По силе ее отклонения от положения равновесия и судили о напряженности магнитного поля. В 30-х годах для изучения магнитного поля Земли стали применяться приборы, основанные на электромагнитных явлениях. Во время войны для разведки местонахождения подводных лодок был применен магнитометр нового типа. Он основан на изменении в очень слабых полях магнитной проницаемости сердечников трансформатора из высокопроницаемого сплава, с применением ряда автоматических радиотехнических устройств. В то время как стрелочные магнитометры не могли работать в движении, новый магнитометр прекрасно действовал, будучи поставлен на самолете. Аэромагнитометр и в полете мог автоматически записывать слабые изменения магнитного поля на поверхности Земли и открывать самые ничтожные магнитные аномалии.
