자성광물은 흙 안에 1~3% 정도 포함되어 있으며, 이들이 가열되어 퀴리점이라는 온도에 도달하면 자성을 잃어버리지만, 온도가 퀴리점까지 내려가면 자성을 되찾는다. 이 과정이 지구에 작용하여 자성광물이 지구자기장 방향으로 자화되는 것을 열잔류자화라고 하며, 이는 안정적이여서 보존된다. 즉, 어떤 시기에 구워진 소토는 지자기 방향이나 강도를 열잔류자화의 형태로서 기억하고 있는 것이 된다.
흙에는 磁鐵鑛(magnetite, Fe3O4)이나 赤鐵鑛(hematite, Fe2O3)등의 철산화물이 포함되어 있으며 이것들은 자석이 될 수 있는 磁性鑛物이다. 자기적인 성질에 따라 분류하면 자철광은 페리磁性(ferri magnetism), 적철광은 反强磁性(antiferro magnetism)을 가지는 물질이다. 일반적으로 이와 같은 자성광물은 흙 안에 1~3% 정도 포함되어 있으며, 이들 자성광물이 가열되어 퀴리점이라고 불리는 그 광물의 고유의 온도에 도달하면 常磁性(para magnetism)으로 변하여 자석이 되는 성질(磁性)을 잃어버리게 된다. 이 반응은 可逆的으로 자성을 잃어버렸던 고온의 常磁性 상태로부터 식혀져 온도가 퀴리점까지 내려가면, 그 순간 거듭 자성을 되찾아 磁化를 가진 자석으로 돌아온다. 이와 같은「가열-냉각」의 과정이 지구전체에 작용하고 있는 地球磁場中에서 행하여지면, 가열된 자성광물은 냉각된 그 당시 그 장소의 지구자장(地磁氣) 방향으로 磁化된다. 이와 같은 과정을 통해 획득된 자화를 熱殘留磁化(thermoremanent magnetization, TRM)라고한다. 열잔류자화는 常溫에서는 자기적으로 상당히 안정된 것이 많으며 수백만 년이 지나도 잔류자화의 방향이나 세기는 변하지 않고 보존된다. 따라서 과거의 어느 시기에 구워진 소토는 그 당시, 그 장소의 지자기 방향이나 강도를 열잔류자화의 형태로서 기억하고 있는 것이 된다. 熱殘留磁化는 말하자면 과거의 지자기를 기록하고 있는‘地磁氣의 化石’이라고 말할 수 있는 것이다.