El campo magnético de la Tierra, que es donde la fuerza magnética actúa, está relacionado con fenómenos naturales como la Aurora Boreal y la sorprendente capacidad de orientación de aves y mamíferos marinos durante sus largas migraciones. También es la causa de que una pequeña aguja imantada, suspendida en un hilo o flotando en agua, se oriente espontáneamente en dirección N-S (aproximadamente). Esta aguja, ubicada sobre una rosa de los vientos, se convierte en una brújula, un sencillo pero valioso instrumento que desde hace más de mil años sirve de guía a viajeros y navegantes.
Hubo que esperar hasta el año 1600 cuando el médico inglés William Gilbert explicó el origen de la extraña directividad de la brújula. Gilbert, en su trabajo dedicado al magnetismo (De Magnete), seis libros que constituyen “De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure” (Sobre el imán y los cuerpos magnéticos y sobre el gran imán la Tierra), considerado por algunos como el primer tratado científico de la historia, demostró que el origen del fenómeno se encuentra en la propia esfera terrestre y que ésta se comporta como si de un imán se tratara.
Como hipótesis central de la misma, Gilbert consideró la Tierra como un imán gigante e invirtió mucho tiempo y dinero (se habla de 5000 £) para probar esta hipótesis de un modo innovador, a partir de un experimento modelo. Para hacerlo se sirvió de una esfera de magnetita, conocida como terella o “pequeña tierra”, y de la aguja de una brújula de pequeño tamaño que podía girar libremente sobre un pedestal (o versorium).
El fabricante de instrumentos de Londres, Robert Norman, había observado en 1581 que, aparte de adoptar la dirección norte-sur, la aguja de una brújula apuntaba por debajo de la horizontal. Pero desconocía cual podría ser el valor de la inclinación en otro lugar de la Tierra. Con el fin de dar respuesta a esta incógnita, Gilbert analizó la variación angular del versorium en diferentes posiciones alrededor de la terella. A partir de este modelo, propuso una ley para determinar la inclinación de la aguja magnética en todos los puntos del planeta, que aparece en el quinto libro de “De Magnete”. Su Tierra magnética puede considerarse el fundamento del Geomagnetismo, la rama de la Geofísica que estudia el campo magnético terrestre.
Por lo que se refiere a la navegación, sus contribuciones fueron avaladas en 1600 por el matemático Edward Wright en su prólogo de “De Magnete”: “En verdad, en mi opinión, no hay ningún tema de mayor importancia o de mayor utilidad para la raza humana”.