科学家经过长期观察和探索发现，许多天灾都发生在太阳黑子达到极小值或极大值前后，这就使人们不得不注意太阳黑子的活动与地球的关系。
众所周知，太阳是个炽热发光的气体球，内部在不断地进行着热核反应，以维持向外持续辐射的能量。在这个过程中，太阳光球层上就不断出现巨大的气流漩涡，这些气流漩涡看起来比太阳的其他地方要暗一些，就像人脸上出现的雀斑或黑点一样，我们把它叫做太阳黑子。黑子实际上并不是真正的黑色，大黑子的亮度可达满月那样亮，它们经常成对地出现。黑子是太阳活动的一个重要标志，黑子越多，则太阳活动越强。
中国人早就注意到了太阳黑子的存在。古时候，人们对黑子不了解，就根据它的形状说是“日中有三足乌”，意思是说太阳中有一个长了三只脚的乌鸦。
黑子的最早记录出现在中国，但发现黑子活动周期却是欧洲人的功劳。
我们知道，太阳系的八大行星中，水星距太阳最近，可在19世纪的欧洲，人们相信在太阳和水星之间还存在一颗行星，并假定它叫“火神星”。许多天文学家和业余天文爱好者都加入了寻找“火神星”的行列，都希望最终能以自己的名字来给它命名。德国药剂师、天文爱好者施瓦布就是其中之一。
如果确实存在这么一颗行星的话，它一定会有规律地围绕太阳运转，我们在地球上观测就会发现有个小黑点模样的东西周期性地从太阳面上经过，即“行星凌日”现象。水星凌日和金星凌日是人们已经熟悉了的天文现象，“火神星”凌日却从来没有人发现过。施瓦布想到了他那已积累了17年的太阳黑子记录。他想，在这些看似杂乱无章地出现的黑子中，如果有一颗黑子是按一定周期出现的，那么它就可能是那颗要找的行星。于是，施瓦布在继续观测和记录黑子的同时，开始认真查找分析所有的太阳黑子记录。
施瓦布在经过长期的观测和分析之后，没有找到任何有可能被看做是行星的黑子。但他的劳动并没有白费，他意外地发现了一个从没有人提到过的使他十分惊讶的现象。后来的事实证明，这个发现对地球的重要性不亚于在太阳系内新发现一颗行星。
他发现，太阳面上的黑子数每年都不同。一段时间内，黑子数逐年增多，面积也逐渐增大，在某一年达到最大值；之后，黑子数逐年减少，经过几年，黑子数变得很少，甚至好些年一个黑子也看不到，这之后，黑子数又逐渐增加。直到又一次达到极大值。如此循环往复，从一次黑子极盛或极衰，到下一次又极盛或极衰，大约是10～11年。
时光又过了半个世纪，到20世纪初，关于太阳黑子又有了新的发现。1908年，美国天文学家海尔发现黑子有22年的磁性周期。原来太阳黑子是有很强磁性的，当黑子成对出现在太阳光球面上时，如果北半球出现的前导黑子磁性是N极，则与它伴生的后随黑子必然是S极。这个时候，太阳南半球出现的黑子对，其前导和后随黑子的磁性刚好与北半球相反。这种黑子磁性规律，一直持续到这个黑子活动周期结束（11年）。新的黑子活动周期开始，黑子的磁性就反转，如此再持续11年，直到下一个活动周期开始，黑子的磁性又恢复到前一周期的状态。这就是太阳黑子的22年磁性周期。
太阳黑子为什么具有周期性呢？
科学家们对此有2种截然相反的意见。①黑子周期是由太阳内部热核反应过程决定的。②黑子周期性出现的根本原因在于太阳系内大行星对太阳的起潮力的作用，如木星的公转周期11.86年与太阳黑子的11.1年接近。对黑子周期的形成原因，科学家们正在做更深入的研究。
人们对太阳黑子的研究，当时仅仅是出于对自然现象的关注，并没有想到它会对我们的地球产生什么样的影响。可后来人们发现，地球上很多自然现象也具有大约11年或22年的周期，许多天灾都发生在太阳黑子达到极小值或极大值前后，这就使人们不得不注意太阳黑子的活动与地球的关系。
地震是破坏性十分严重的自然灾害，科学家们发现地震也呈现出大约11年和22年的周期，明显与太阳黑子活动有关。中国西部及其邻近地区是个受太平洋板块、欧亚板块和印度洋板块联合作用的三角形地震带。在这个地震带内，1902～1978年内发生大于7.7级的地震有20次，介于7.7～7.6级之间的地震有50次，分析这些强震的高潮期与低潮期，可发现西部地区地震的活动大致有11年左右的地震活跃期和11年左右的地震平静期，而从前一个低潮开始到下一个高潮期结束，大约为22年。这正好是太阳黑子磁性周期。例如：
第一强震高潮期为1902～1912年，第一强震低潮期为1913～1922年；第二强震高潮期为1923～1934年，第二强震低潮期为1935～1945年；第三强震高潮期为1946～1957年，第三强震低潮期为1958～1969年；第四强震高潮期为1970～1978年。
从以上数据可以看出，第一强震低潮开始于1913年，第二强震高潮结束于1934年，相差22年；第二强震低潮开始于1935年，第三强震高潮结束于1957年，相距23年；第三强震低潮开始于1958年，第四强震高潮结束于1978年，相距21年。这与太阳黑子周期十分接近。
中国华北（包括辽宁）、四川的地震有更明显的10～11年周期。如：
1922年9月29日渤海发生6.5级地震；
1933年8月25日四川茂汶北叠溪发生7.5级地震；1944年12月19日辽宁丹东以南海中发生了6.75级地震；1955年4月14日四川康定发生7.5级地震；
1966年3月22日河北宁晋发生7.2级地震。
科学家曾由上述周期预计华北、四川在1976年或1977年要发生6.5级以上地震，结果在1976年7月28日河北唐山发生了7.8级地震，在1976年8月16日四川松潘发生了7.2级地震。