การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
ในช่วงต้นของศตวรรษที่ 20 บรรดานักธรณีวิทยาได้เริ่มสังเกตเห็นว่าหินภูเขาไฟบางแห่งมีสภาพเป็นแม่เหล็กในทิศทางที่ตรงกันข้ามจากที่คาดหวัง การตรวจสอบครั้งแรกเกี่ยวกับช่วงเวลาของการสลับขั้วแม่เหล็กนั้นดำเนินการโดยโมโตโนริ มัตสึยามะในช่วงทศวรรษที่ 1920 ซึ่งเป็นผู้สังเกตเห็นว่ามีหินในญี่ปุ่นที่มีสนามแม่เหล็กที่สลับขั้วและทั้งหมดมีอายุอยู่ในช่วงต้นของสมัยไพลสโตรซีนหรือแก่กว่า ในช่วงนั้นเขาได้ตีพิมพ์ข้อเสนอของเขาว่าสนามแม่เหล็กมีการสลับขั้ว แต่เรื่องราวเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กนั้นยังเป็นที่เข้าใจกันน้อยจึงมีผู้ให้ความสนใจกันน้อยถึงโอกาสที่สนามแม่เหล็กจะเกิดการสลับขั้ว.
สนามแม่เหล็ก
แมกซ์เวลล์มีผลงานชิ้นสำคัญในการรวมปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กเข้าด้วยกัน และสร้างชุดสมการสี่สมการขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับสนามทั้งสองแบบ แต่ด้วยการอธิบายแบบแมกซ์เวลนี้ ยังคงมองปรากฏการณ์ทั้งสองแยกเป็นสนามสองชนิด ซึ่งมุมมองนี้เปลี่ยนไปเมื่อไอน์สไตน์ใช้หลักการของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษแสดงให้เห็นว่า ทั้งสองปรากฏการณ์เป็นเพียงด้านสองด้านของสิ่งเดียวกัน (เทนเซอร์ rank 2 อันหนึ่ง) และผู้สังเกตคนหนึ่งอาจจะรับรู้แรงแม่เหล็ก ในขณะที่ผู้สังเกตคนที่สองรับรู้เป็นแรงไฟฟ้าอย่างเดียวก็ได้ ดังนั้นในมุมมองของสัมพัทธภาพพิเศษ สนามแม่เหล็กจึงเป็นเพียงรูปหนึ่งของแรงไฟฟ้าที่เกิดจากประจุที่กำลังเคลื่อนที่อยู่เท่านั้น และสามารถจะคำนวณได้หากเรารู้แรงไฟฟ้าและการเคลื่อนที่ของประจุเทียบกับผู้สังเกต