Ein zweiter Anteil des Erdmagnetfeldes entsteht durch elektrische Ströme in der lonosphäre und der Magnetosphäre. Er trägt an der Erdoberfläche etwa 1 bis 3 % zum Gesamtfeld bei. Die Ursachen sind einerseits Winde in der Ionosphäre (sq-Effekt), die einen Tages- und Jahresgang zeigen, andererseits Wirkungen des magnetisierten Plasmas des Sonnenwindes, der jenseits der Magnetosphäre herrscht; er staucht sie auf der Tagseite und zieht sie auf der Nachtseite zu einem langen Schlauch aus. Die so erzeugten magnetischen Stürme führen zu schnellen Schwankungen, die Polarlichter, aber auch Störungen des Funkverkehrs bewirken.
Die genauen Vorgänge sind noch weitgehend ungeklärt. Das Magnetfeld der Erde ist nicht konstant. Es unterliegt langzeitigen Veränderungen, wobei es sich durchschnittlich etwa alle 500.000 Jahre umkehrt, wie Forschungsdaten entsprechender Gesteinsschichten zu entnehmen ist [CANDE 1995, HUESTIS 1997]. Solche Umpolungen sind heute bis etwa 100 Millionen Jahre zurück dokumentiert. Die letzte Umpolung soll sich vor etwa 780.000 Jahren ereignet haben, die nächste ist, statistisch gesehen, längst überfällig. Da das Magnetfeld derzeit abnimmt, könnte innerhalb von einigen tausend Jahren tatsächlich eine Umpolung stattfinden. Der Polsprung, also die magnetsiche Feldumkehr, dauert erwartungsgemäß ebenfalls einige Tausend Jahre.
Während der Phase der Umpolung ist das Erdmagnetfeld sehr schwach und kann mehrere Nord- und Südpole aufweisen, die über die Erde verteilt sind. Dadurch kann eine größere Menge an elektrisch geladenen Teilchen des Sonnenwinds auf die Erdoberfläche gelangen und zu Störungen, bzw. Schädigungen biologischer Systeme führen. Dies korrespondiert mit der Beobachtung, dass in Sedimetntschichten aus Zeitabschnitten, in denen Umpolungen stattgefunden haben, gehäuft ein Artenwechsel von Kleinorganismen festgestellt werden konnte. Vielleicht funktionieren sogar die Zunahme schädigender Strahlung und die damit einhergehende Zunahme von Mutationen als Schrittmacher und Antrieb der Evolution.
