In queste, le particelle del Sole si muovono a spirale attorno alle linee di forza del c.m.t. Viene distinta una fascia interna, tra 8.300 e 28.000 Km, formata da protoni prodotti dalle interazioni tra raggi cosmici e atmosfera, e una fascia esterna, tra 28.000 e 38.000 Km, formata dal plasma del vento solare. Inoltre le bombe nucleari fatte esplodere nell'atmosfera durante gli anni '50 e'60 causarono la formazione di fasce artificiali di radiazioni intorno alla Terra (in particolare quella di Starfish nel 9 Luglio 1962). Le variazioni secolari, al contrario sono diverse da luogo a luogo anche considerevolmente, e gli aspetti più interessanti di queste variazioni sono una costante e lenta diminuzione dell'intensità del campo del dipolo principale e una migrazione verso ovest del campo ad un ritmo di una frazione di grado ogni anno. Questo fa pensare che le variazioni secolari del campo siano dovute a variazioni che avvengono entro la Terra a grandi profondità, diversamente da quelle a breve periodo.
Le variazioni che avvengono in lunghissimi periodi avvengono con un ritmo di alcune, ogni milione di anni, e sono state notate dallo studio delle rocce, in particolare di quelle vulcaniche effusive. Già nel secolo scorso ci si era accorti che le rocce vulcaniche presentano una forte magnetizzazione che si supponeva acquisita al momento del raffreddamento. Questa teoria e stata successivamente confermata dagli studi di Curie (scaldando un materiale magnetico, questo ad una certa temperatura, detto "punto di Curie", inferiore al punto di fusione, si smagnetizza). In figura accanto la stratigrafia magnetica di una carota(cilindro di terra che si ottiene dai pozzi di esplorazione) lunga 24 metri. I sedimenti con campo magnetico normale sono in nero, quelli inversi in bianco.

Nello schema sopra il profilo dell'anomalia magnetica dell'intensità totale del c.m.t. Si noti la simmetria rispetto all'asse della dorsale.

Quindi una lava che si raffredda, quando la sua temperatura scende al di sotto del "punto di Curie", conserva dentro di se una magnetizzazione (chiamata magnetizzazione termorimanente) la cui orientazione è determinata dalla orientazione del c.m.t. al momento in cui avviene il raffreddamento. La magnetizzazione termorimanente è molto stabile e si conserva anche se il campione di roccia è sottoposto a moderati disturbi meccanici, magnetici e termici; questa è dovuta all'orientazione che assumono i numerosi minerali ferromagnetici (magnetite, che ha il punto di Curie a 580°, o l'ematite con punto a 680°C) diffusi nella roccia quando questa non è ancora completamente solidificata. In conclusione le rocce vulcaniche conservano "fossilizzate" le direzioni del c.m.t. e misurando questo campo, con particolari magnetometri come quello astatico o a rotazione, e conoscendo l'età della roccia, possiamo sapere quali erano le caratteristiche del c.m.t. in quel punto (dove è stato prelevato il campione di roccia) e in quell'età. Anche le rocce sedimentarie (vedi rocce sedimentarie), deposte in acque tranquille, conservano una piccola magnetizzazione (detta detritica residua) che può essere misurata con strumenti molto raffinati.