Sin embargo, a 60 millas (100 km) o más sobre la superficie de la Tierra, el ambiente natural es muy diferente. Las capas de la atmósfera a esas alturas son calentadas fuertemente por los rayos X y la luz ultravioleta del Sol (y también por otras causas), arrancando los electrones negativos de los átomos y dejando a los átomos restantes como "iones" cargados positivamente. Estos fragmentos cargados eléctricamente reaccionan con fuerza a las fuerzas magnéticas y pueden ser guiados y atrapados por ellas.

Con una adecuada aportación de energía, estos fragmentos también pueden acelerarse a altas velocidades, ocasionar corrientes eléctricas y emitir una variedad de ondas de radio.

Se

pone en evidencia que esos electrones e iones libres serán guiados por las líneas del campo magnético (o "líneas de fuerza") que se elevan desde las cercanías del polo sur magnético y entran en la Tierra de nuevo cerca del polo norte. Los electrones e iones tienden a permanecer unidos a las líneas magnéticas de forma parecida a las cuentas de un collar en el hilo, aunque, a diferencia de las cuentas, también emigran ("deriva") hacia los "hilos" colindantes.

Resulta que la estructura de las líneas de campo cerca de la Tierra determina mucho del movimiento y del comportamiento de los electrones iones libres encontrados allí. Los satélites que observan las fuerzas magnéticas en el espacio hallaron (figura de la derecha) que en la mayoría de las direcciones, esas líneas no se alejan indefinidamente sino que están confinadas dentro de una cavidad, la magnetosfera terrestre. El espacio fuera de ella está dominado por el Sol y por el rápido "viento solar" de iones y electrones libres emitidos por el Sol.