Este método está basado en las propiedades del campo magnético terrestre. El núcleo terrestre está formado por una capa externa líquida, núcleo externo, y un núcleo interno sólido, los dos de composición metálica. El movimiento relativo de ambos genera un campo magnético alrededor del planeta, como si de una dinamo se tratara.

En la actualidad, el polo positivo de este campo magnético está situado muy próximo al polo norte geográfico, lo que explica que las agujas imantadas de las brújulas apunten hacia el norte. Pero esta situación no ha sido constante a lo largo del tiempo geológico. Sin que se conozcan bien las causas, el campo magnético de la Tierra ha invertido su polaridad en numerosas ocasiones en el pasado. En esos momentos, el polo magnético positivo se situó cerca del polo sur geográfico, por lo que en esas épocas las brújulas habrían apuntado hacia el sur. Esta situación se conoce como polaridad inversa, en contraposición con la actual de polaridad directa o "normal".

Figura 1.2.6 En diferentes ocasiones, el campo magnético de la Tierra ha invertido su polaridad. Cuando ésto ocurre, el polo magnético positivo se sitúa cerca del polo sur geográfico, por lo que en esas épocas las brújulas señalarían hacia el sur. Esta situación se conoce como polaridad inversa. Cuando el polo positivo se acerca al polo norte geográfico (situación actual), la aguja señala al norte coincidiendo ambos polos (el magnético y el geográfico) y se denomina polaridad directa (o normal). Ilustración de Juan Carlos Sastre/MSF

Determinadas rocas de la corteza terrestre son ricas en minerales férricos que pueden orientarse según la dirección del campo magnético terrestre en el momento de formación de dicha roca. Éste el caso de los basaltos, en los que los minerales férricos se orientan según la polaridad magnética presente cuando la roca está fundida. Una vez que la lava se solidifica dichos minerales mantienen la orientación original. Si un basalto se formó en un periodo de polaridad inversa, sus minerales férricos estarán orientados hacia el sur, mientras que si se formó en un periodo de polaridad directa, su orientación será hacia el norte.

Como ya hemos visto, las rocas volcánicas, como los basaltos, pueden ser datadas con gran exactitud (básicamente con la técnica del Potasio/Argón), por lo que es posible conocer con precisión cuando se produjeron los cambios en la polaridad del campo magnético terrestre. Los fondos oceánicos son de naturaleza basáltica y también algunas regiones de los suelos continentales, lo que ha permitido estudiar los cambios en el magnetismo terrestre en los últimos millones de años y establecer una escala cronológica de dichos cambios.

Por ejemplo, sabemos que la situación actual, de polaridad directa, comenzó hace 780.000 años, y que entre esta fecha y hace poco más de 2'5 millones de años la polaridad predominante en el planeta fue inversa. Al período de los últimos 780.000 años de polaridad directa se le conoce como cron Brunhes (en honor del científico que lo descubrió), mientras que a la época anterior, de polaridad inversa, se le nombra como cron Matuyama (también del nombre de su descubridor). Dentro de un cron de polaridad predominantemente directa puede haber pequeños episodios, de corta duración, con polaridad inversa, y la situación contraria (episodios cortos de polaridad directa en un cron de polaridad básicamente inversa) también es frecuente. A estos periodos cortos se les conoce como subcrones. Así, sabemos que dentro del cron Matuyama (de polaridad inversa) hubo tres episodios (subcrones) cortos de polaridad directa. Estos subcrones son los conocidos como Jaramillo (entre hace 0'99 y 1'07 millones de años), Olduvai (entre hace 1'77 y 1'95 millones de años) y Reunión (entre hace 2'14 y 2'15 millones de años).

Figura 1.2.7 Escala cronológica de la polaridad geomagnética de los últimos 5 millones de años. Dentro de un cron de polaridad predominantemente inversa (como por ejemplo Matuyama) puede haber pequeños episodios, de corta duración, que se llaman subcrones con polaridad directa (Jaramillo, Olduvai y Reunión) y la situación contraria, subcrones de polaridad inversa en un cron de polaridad básicamente directa.

Además de los basaltos, hay otras rocas sedimentarias cuyos minerales férricos pueden quedar orientados en el momento de su formación. Este es el caso de las arcillas, ya que los minerales que las componen se hallan en suspensión en el agua y se van depositando muy lentamente. Una vez depositada la arcilla, la orientación magnética permanece.

Pues bien, si encontramos un fósil en un estrato arcilloso cuya polaridad es normal, no sabremos directamente su edad pero si sabremos que la arcilla solo pudo depositarse en alguno de los periodos con polaridad normal. Simplificando el problema a los dos últimos millones de años, estos periodos con polaridad normal son: el cron Bruhnes (entre 0 y 0'78 millones de años), el subcron Jaramillo (entre hace 0'99 y 1'07 millones de años),o el subcron Olduvai (entre hace 1'77 y 1'95 millones de años). En base a los fósiles acompañantes y a las condiciones geológicas del yacimiento, suele ser posible determinar a que cron o subcrón pertenecen las arcillas, con lo que habremos establecido, de manera aproximada, su antigüedad.

Figura 1.2.8 Las arcillas son abundantes en las cuevas y están compuestas por minerales férricos que quedaron en suspensión en el agua y se depositaron muy lentamente orientándose en el momento de su formación. Una vez la arcilla se deposita, la orientación magnética permanece y el especialista puede extraer una muestra para analizar las orientaciones de los estratos muestreados.

Figura 1.2.9 En el yacimiento de Trinchera-Dolina (Sierra de Atapuerca) se han tomado numerosas muestras a lo largo de toda la secuencia estratigráfica del yacimiento.

La principal dificultad técnica de este método reside en el hecho de que una vez orientados los minerales férricos de una roca (magnetización original o remanente), éstos pueden sufrir reorientaciones posteriores debidas a varios factores. Entre ellos, destaca la presencia de fuertes campos magnéticos, como los que se producen en las tormentas eléctricas, o la existencia próxima de campos magnéticos débiles durante mucho tiempo. Hoy día, existen técnicas para "limpiar" las muestras del efecto de estas reorientaciones secundarias y poder medir así la orientación magnética original, que se produjo cuando se formó la roca. En la figura 1.2.10 se observan los resultados de los análisis paleomagnéticos llevados a cabo en el yacimiento de Gran Dolina en la Sierra de Atapuerca.

Figura 1.2.10 El estudio de las muestras obtenidas en Trinchera-Dolina reflejan un cambio brusco en la orientación de los minerales férricos de las arcillas a la altura del nivel 7 (TD7) coreespondiente a la transición del cron Matuyama al cron Brunhes hace unos 780.000 años. En la gráfica de la derecha se representa la latitud del polo geomagnético virtual (VGP, "Virtual Geomagnetic Pole"), a la izquierda se encuentra la columna estratigráfica del yacimiento.

Estos son, en esencia, los principales métodos de que se valen los científicos para determinar las edades de los yacimientos y la de los fósiles que contienen.