Факт существования в прошлом геомагнитного поля устанавливается по сохранившейся остаточной намагниченности пород Земли. Вулканические породы, образующиеся при застывании магмы, излившейся иа земную поверхность, намагничиваются с той ориентацией, которую имело в этом месте геомагнитное поле. Это явление называется тепловой остаточной намагниченностью.
Тепловая остаточная намагниченность очень устойчива. Как экспериментально установлено, при обычных температурах она может сохраняться сотни миллионов лет, почти не уменьшаясь и не изменяя ориентации поля. Следовательно, если удастся установить в древних породах существование устойчивой тепловой остаточной намагниченности, можно будет сделать вывод, что в момент извержения этих вулканических пород уже существовало геомагнитное поле и у Земли имелось железо-никелевое ядро.
Остаточная намагниченность свойственна почти всем без исключения исследовавшимся образцам пород. Однако часто было довольно трудно определить, образовалась ли эта намагниченность под влиянием магнитного поля Земли, существовавшего при образовании породы, или она является вторичной, не связанной с застыванием магмы, из которой порода образовалась.