지구자기장 역전(Geomagnetic reversal) 혹은 지자기 역전은 지구의 자북과 자남의 위치가 서로 바뀌는 지구 자기장의 변화이다(지리적인 북극, 남극과 혼동하지 않도록). 만일 현재 기준으로 지구자기장 역전이 발생하면 나침반의 N극이 남쪽을 가리키고 S극이 북쪽을 가리키게 된다.
지구자기장 역전이 왜 일어나는지 아직 정확한 원인은 모른다. 그러나 고지구자기 연구를 통하여 알아낸 바에 의하면 지구 자기장이 생긴 이래로 적어도 수백 차례 이상 지자기 역전이 일어난 것으로 알려져 있다.
가장 최근의 지구자기장 역전인 ‘마츠야마-브루느’(Matuyama-Brunhes) 역전은 약 78만년 전에 발생했으며, 역전이 매우 빠르게 일어났을 수도 있다는 주장이 나오고 있다.
"이탈리아 국립지구물리·화산학연구소(INGV) 레오나르도 사그노티 박사가 이끌고 미국, 프랑스, 브라질 학자들이 참여한 국제 연구팀이 가장 최근에 발생했던 ‘마츠야마-브루느’(Matuyama-Brunhes) 자기 역전기가 인간의 수명과 거의 동일한 100년 미만이었음을 해명했다."
일시적이거나 불완전한 역전 현상도 있다. 예를 들어 평소의 북자극으로부터 멀어져 적도 근처까지 갔다가 다시 원래의 위치로 되돌아오기도 한다. 이러한 현상을 지자기 편위(Geomagnetic excursion)라고 한다. (번역? 지자기 유랑, 지자기 소풍)
지자기 편위(Geomagnetic excursion)는 일반적으로 가상 지자기 극(virtual geomagnetic pole)이 지리적인 극에서 40-45도 이상 기울어졌을 때나, 가상 지자기 극이 지구자기장의 일반적인 영년변화의 범위를 벗어났을 때로 정의한다. 지자기 역전처럼 지자기 편위는 지구자기장의 중요한 변동이다. 지자기 역전과는 달리 지자기 편위는 지속적이지 않고 짧은 기간 동안의 변동이며 다시 현재의 자북, 자남 비슷한 위치로 돌아간다는 것이다. 이 기간 동안 지구 자기장의 세기는 정상 강도의 0 ~ 20%로 감소한다.
지질학적 시간으로 최근을 제외하고는, 지자기 편위가 얼마나 자주 발생하는지 잘 밝혀지지 않았다. 자기장 방향의 변화에 의해 쉽게 감지되는 지자기 역전과는 달리, 상대적으로 시간이 짧은 지자기 편위는 과거의 지구 자기장 세기에 대한 장기간의 기록에서 쉽게 간과될 수 있다. 현재 학계에서는 지자기 편위가 지자기 역전 보다 약 10배 더 많으며, 현재의 지자기 역전 구간인 Brunhes-Matuyama 역전 기간 내에 최대 12번의 지자기 편위가 있었음을 제안하고 있다.
라샴프 이벤트(Laschamp event)로 알려진 일시적인 지자기 역전이 마지막 빙하기 기간이었던 약 41,000년 전에 발생했다. 그 역전 현상은 약 250년 동안 지속된 극성의 변화와 함께 단지 약 440년 동안 일어난 사건이었다. 라샴프 이벤트(Laschamp event) 동안 자기장의 세기는 현재 세기의 5%로 약화되었다.
지구자기장의 극성에 대한 시간의 척도가 만들어진 직후 과학자들은 지구자기장 역전과 멸종의 관련성에 대한 가능성을 탐구하기 시작했다. 대부분의 제안은 지구의 자기장이 역전되는 동안 그 세기가 훨씬 약할 것이라는 가정에 있다. 2012년 독일의 한 연구에서 41,000년 전의 짧은 지자기 역전 기간 동안 그린랜드 얼음 코어에서 베릴륨-10의 수치가 정점을 보여주었고, 이로 인해 자기장의 세기가 역전이 진행되는 동안 정상의 약 5%로 떨어졌다.
멸종과 지자기 역전의 상관 관계에 대한 분석은 여러가지 이유로 어렵다. 따라서 현재로서는 명확한 증거를 찾기가 쉽지 않다.
지자기 편위가 빙하기 기간에 단기간의 빠른 기후 냉각의 현상과 관련이 있다는 증거가있다.
