Χωρίς την ασπίδα προστασίας από την επιβλαβή ακτινοβολία, που προσφέρει στη Γη το γεωμαγνητικό της πεδίο, ο πλανήτης θα ήταν αφιλόξενος για τη ζωή
Την ίδια ώρα που οι γεωλόγοι προσπαθούσαν να φτάσουν μερικά χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια, τα διαστημικά σκάφη των ανθρώπων είχαν προ πολλού φτάσει στη Σελήνη, στον Αρη, ακόμα και πέρα από τον Πλούτωνα. Αν και όλοι οι γεωλογικοί σχηματισμοί, οι ωκεανοί και φυσικά η ζωή βρίσκονται πάνω και μέσα σε ένα λεπτό στερεό στρώμα που περιβάλλει τον πλανήτη - λεπτότερο συγκριτικά κι από το τσόφλι του αυγού - το τεράστιο εσωτερικό της Γης, ο μανδύας και ο πυρήνας, δεν έχουν εξερευνηθεί ποτέ απευθείας και πιθανότατα δεν θα εξερευνηθούν ποτέ. Ο,τι ξέρουμε γι' αυτά είναι από έμμεσες παρατηρήσεις (διάδοσης σεισμικών κυμάτων), στη βάση επιστημονικών θεωριών και εικασιών. Ετσι εξηγείται το ενδιαφέρον των επιστημόνων να αποκτήσουν απευθείας πρόσβαση με μια γεώτρηση, τουλάχιστον στο μανδύα.
Καθώς η λιωμένη πρωτο-Γη άρχιζε να κρυώνει, αρχικά σκλήρυνε ένα λεπτό εξωτερικό στρώμα, ο φλοιός. Ο μανδύας επίσης στερεοποιήθηκε σταδιακά, αν και ακόμα και σήμερα στο κατώτερο μέρος του η θερμοκρασία είναι περίπου 2.200o C. Ο αρχικά υγρός εσωτερικός πυρήνας, άρχισε να στερεοποιείται από μέσα προς τα έξω αυξάνοντας τη διάμετρό του με ρυθμό περίπου 1 χιλιοστό κάθε χρόνο. Το σημείο τήξης του σιδήρου είναι μεγαλύτερο υπό υψηλότερη πίεση και καθώς η θερμοκρασία του πυρήνα κατέβαινε, ο σίδηρος στο κέντρο του άρχισε να στερεοποιείται. Μέσα στον υγρό εξωτερικό πυρήνα, οι μάζες του λιωμένου υλικού στροβιλίζονται, όπως το νερό σε μια κατσαρόλα που βράζει, μεταφέροντας θερμότητα από το βάθος προς την επιφάνεια. Αυτή η αργή κίνηση των μεταλλικών μαζών μέσα στον εξωτερικό πυρήνα, δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα, που με τη σειρά του δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό πεδίο έχει αποτέλεσμα να συντηρούνται τα ηλεκτρικά ρεύματα, δημιουργώντας έναν αυτοδιατηρούμενο κύκλο, που ονομάζεται γεωδυναμό. Μετρήσεις σε αρχαία πετρώματα δείχνουν ότι το γεωδυναμό βρίσκεται σε λειτουργία επί τουλάχιστον 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια (όταν σχηματίζονται τα πετρώματα, τα μαγνητικά ορυκτά που περιέχουν ευθυγραμμίζονται με το γήινο μαγνητικό πεδίο και αυτός ο προσανατολισμός παραμένει όταν στερεοποιηθούν).
Το πρόβλημα είναι ότι η προ διετίας έρευνα έδειξε πως η μετάδοση θερμότητας με αγωγή στο λιωμένο σίδηρο είναι δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη απ' ό,τι υπολογιζόταν έως τώρα. Αν όμως είναι τόσο μεγάλη, τότε δε θα εμφανιζόταν η μετάδοση με συναγωγή (με στροβίλους) στον εξωτερικό πυρήνα και τότε δεν θα υπήρχε γεωδυναμό. Η μελέτη ήταν θεωρητική και έγινε αποκλειστικά με βάση τις αρχές της κβαντομηχανικής. Ομως, λίγο αργότερα ακολούθησε άλλη μελέτη, πειραματική αυτή τη φορά, που επιβεβαίωσε τους νέους συντελεστές μετάδοσης θερμότητας στο λιωμένο σίδηρο υπό μεγάλη πίεση.
Για να εξηγηθεί η αδιαμφισβήτητη παρουσία του γεωμαγνητικού πεδίου, προτάθηκε εναλλακτική θεωρία, συναγωγής συστατικών, δηλαδή δημιουργίας ροών μέσα στον υγρό σίδηρο λόγω ανόδου των ελαφρότερων προσμείξεων, που καθώς κρυώνουν κατεβαίνουν και πάλι, συνεχίζοντας τον κύκλο. Ομως αυτή η θεωρία προϋποθέτει την ύπαρξη στερεού εσωτερικού πυρήνα. Με βάση τις μετρήσεις προκύπτει ότι η ηλικία του στερεού πυρήνα είναι γύρω στο ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Για το πώς λειτουργούσε το γεωδυναμό πριν απ' αυτό, διατυπώθηκαν εικασίες που σχετίζονται με ένα ακόμα θερμότερο παρελθόν της Γης. Αν η πρωτο-Γη ήταν ακόμα πιο θερμή απ' όσο υπολογίζαμε έως τώρα, τότε θα μπορούσε να προκληθεί συναγωγή. Η επιπλέον θερμότητα ίσως να οφείλεται στις συγκρούσεις της Γης με τους πρωτοπλανήτες, η ισχυρότερη από τις οποίες έγινε με ουράνιο σώμα μεγέθους ανάλογου με του Αρη, με αποτέλεσμα το σχηματισμό της Σελήνης.
Ηλιος
Σωματίδια
Τοξωτό κύμα
Μαγνητοφλοιός
Γη
Μαγνητικές δυναμικές γραμμές
Η συναγωγή υλικών του μανδύα και του υγρού σιδήρου στον εξωτερικό πυρήνα (μαύρα βέλη), που υποβοηθιέται από την περιστροφή της Γης, δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη (μπλε βέλη και γραμμές). Αυτός ο κύκλος, που ονομάζεται γεωδυναμό, προστατεύει τη Γη από την κοσμική και την επικίνδυνη ηλιακή ακτινοβολία.
Τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου «προσκρούουν» στο μαγνητικό πεδίο, συμπιέζοντας την πλευρά του που βλέπει προς στον Ηλιο, δημιουργώντας ένα τοξωτό κύμα, ενώ τα σωματίδια αναγκάζονται να παρακάμψουν τη Γη διαγράφοντας τροχιές που ορίζουν το μαγνητοφλοιό.
Φλοιός
πάχος 8-40 χλμ.
Μανδύας
πάχος 2.900 χλμ.
Εξωτερικός πυρήνας
πάχος 2.250 χλμ.
Εσωτερικός πυρήνας
πάχος 1.220 χλμ.
Γεώτρηση της Κόλα
τρύπα 12.300 μέτρων
Φλοιός
Μανδύας
Μετά από 24 χρόνια γεώτρησης το πηγάδι στην Κόλα έφτασε σε βάθος 12.300 μέτρων, το μισό δρόμο εως το μανδύα, αλλά αρκετά βαθιά ώστε η ζέστη και η πίεση να μπλοκάρουν την κεφαλή του γεωτρύπανου.