他找来圆木、铁棍，请木匠帮他做个带轴线的椭圆形的球体，画上几条直线，表示离心力的方向和它的作用的方向，用力一拨，球体“呼呼”地转起来，两轴的偏度随着转速增大，他把手指轻轻地放在球体的一极，手指不由自主地向中间滑动。这不正是离心力的水平分力在起作用吗？李四光豁然开朗。他在笔记上写道：地球的自转速度加快造成欧亚板块由极点向赤道方向做水平移动；海水南进，造成南部呈海相地层，北部呈陆相地层。到一定的时候，地球自转速度变慢，离心力减小，海水又渐渐地向北推进，北部会出现海相地层。
找到地壳运动的原因，这是一件多么了不起的事情，可是，李四光却没有欣喜之情，反而陷入沉思之中。
地壳运动来自地球自转速度变化，地球自转速度为什么会发生变化？
魏格纳认为，月球和太阳的吸引力，造成地球自转速度变化。李四光不能肯定魏氏的说法是正确的，他要考证一下。
从1924年开始，李四光花费大量的时间，把中国古籍中有关天体变化的资料进行整理。结论却是：潮汐作用只能说明在整个地质时代，地球自转速度不断减慢，海水应当一直由赤道涌向两极！
看看堆积起来的资料，再看看得出的结论，李四光耸耸肩，叹了一口气。科学就是这样无情，它不管魏格纳在地质学界享有什么威望，也不管李四光做出多少努力来证实魏氏理论，只冷冰冰地表示，魏格纳的潮汐理论错了。
李四光独辟蹊径，从物理力学角度考虑地球自转速度变化问题。
又一个黄昏，李四光拖着疲惫的身体走出图书馆。“先生，先生，还是坐我的车吧。”
有人喊住他。李四光打量车夫，心想，我不认识你呀。
“先生，几年前一个大风天，您坐我的车来这儿，我记着您呢。”“哦，哦，我倒忘了。”“先生是做大学问的，不记这点儿事。来，上车吧。”
待李四光坐好，车夫架起车把，撒开双脚，飞也似的跑。
“不好！”车夫大叫一声，猛地收住双脚，胳膊一抬，“砰”地一下，李四光的头碰在车后的板子上。原来，一个小孩儿冒冒失失地从胡同里跑出来，险些撞在车上。
见李四光揉着后脑勺，车夫窘得满脸通红，胆怯地说：“先生，我，我……唉！”
李四光大笑道：“碰得好，碰得好，这一下我懂了，地球重心为什么不断错位。”
车夫更加恐慌：“先生，怎么了，这是怎么了？”“车阀，这就是大陆车阀。走吧，走吧，我没事儿。”车夫的急刹车使李四光产生了联想。
1926年5月3日，中国地质学会第四次年会召开，李四光提交的论文是《地球表面形象变迁之主因》，引起反响。在这篇文章里，他系统地讲解“大陆车阀”理论：地球好比一辆大车，车子匀速行驶，乘客平稳坐着，如果司机加大油门飞速前进，乘客就会前倾。地球在运行中，内部物质不断向中心集中，运行的速度越来越快，岩浆会被挤到地壳上来，于是就产生摩擦。这之后，地球的运行速度又慢下来。整个地质时代，地球内部的重力作用，造成地球自转速度的变化，这种变化引起地球表面形象变迁。
在这里，李四光把力学原理引入地质理论，这在地质学界是独树一帜的，中外学者十分震惊！真是冰川尚未消融，地上又起旋风。人们惊叹：这位东方学人，真是地质学界的一束奇异之光。
4．“山”字的奥秘
“咣当当当，咣当当当，呜———”，火车在西伯利亚大平原上奔跑五天。这里很少见到树，几乎没有村庄，蓝天白云下，一切都像是凝固的，茫茫一片，天地相接。五天来，乘客们只面对窗外一个景色：荒原，万里无人迹的荒原。
“怕是走不出这该死的大平原啦。”李四光对面坐着的留学生愤愤地说。他是第一次到苏联，上车时情绪极高昂，可是，车窗外单调的景色令他兴趣索然。“别着急，我们很快就进山。”李四光安慰留学生。
1925年8月，苏联科学院向北京大学发出邀请函，邀请著名学者参加建院200周年纪念大会。北大派李四光为代表，前往苏联。这是他第二次到苏联，对上次的行程记忆犹新。
一说火车要进山了，留学生来了精神，他打开窗向远处张望。
过了一会儿，留学生欢叫起来：“先生，您看，那是山吗？”
李四光坐过来，看见窗外远处的天地连接处，有几道黛色的弧线。“嗯，是山，是乌拉尔山。”“乌拉，火车要进山啦。”留学生高兴地挥动帽子，大声嚷嚷。整个车厢的人都受到感染，他们拥到车窗前，真想早点看见大山。
进山了，火车宛如长龙，在崇山峻岭中游弋。8月的乌拉尔山，树叶虽然开始凋谢，但金红的枫叶与苍绿的塔松交相辉映，顽皮的松鼠上蹿下跳，“轰隆”的火车声把它们吓得直往塔松里钻，却又想看看这庞然大物是啥模样，探头探脑地瞪着圆圆的小眼睛。
枫叶和松树给大山增添许多妩媚，山林松鼠给乘客带来好心情。
一觉醒来，天已透亮。留学生翻身起床，往窗外一看：“山呢？怎么又来到了大平原上？”
可不是，放眼望去，一片原野。留学生沮丧地躺下。李四光忽地站起，他从行李架上取下提包，拿出地图册慢慢地看：乌拉尔山，逶迤蜿蜒，它像一把巨大的剑，把万里平原隔成两半，东边的那一半是西伯利亚，西边的这一半是俄罗斯平原。
李四光凝神专注，研究这座地跨欧、亚大陆的乌拉尔山。
留学生起身，站到李四光身后，对这张地图产生兴趣。看了好一会儿，他似乎看出些门道：“怪不得火车又来到平原，这乌拉尔山是南北走向，昨晚，我们是穿山而过。”
此时，李四光正在考虑：两大平原之间，怎么会有这样一座孤零零的山？
火车终于到达莫斯科车站，李四光受到苏联科学院的盛情接待。
“同志，”李四光出国前听人说在苏联，无论男女老少都称同志，他也用这很陌生的称呼向苏方派来的翻译提出要求，“能帮我找一套苏联山势走向的资料吗？”翻译当天晚上就带来一套资料。
李四光不顾连日行程的疲劳，摘抄资料，乌拉尔山形成于晚古生代，在这个时代，与乌拉尔山一同形成的还有一系列东西走向的群山，这些山东起阿尔泰，西到高加索，直至黑海附近，山山相连，形成弧状，中间部分向南突起，与乌拉尔山南端相接，乍一看，像一张插着长箭的弯弓。
看着这张“弓”，李四光想起童年的一件小事。
那时，他正跟着陈老爹学习，陈老爹喜欢揆伢子胜过自己的孙子，在他眼里，揆伢子是个有大出息的后生。老爹教他临摹颜体“山”字。他写了几个，觉得蛮不错，心想，把这拿给老爹看，他准会夸奖我。“老爹，闭上眼，伸出手。”揆伢子把临摹好的“山”
字放在老爹手里，说，“看吧。”喜滋滋地等老爹开口。
陈老爹看着，轻轻摇摇头，说：“揆伢子，没有笔力不行啊。”
一瓢水当头泼来，揆伢子好扫兴。“来来来，我给你讲讲。这山字像什么？像一张搭着长箭的弓，这张弓就是后羿射中太阳的弓。后羿力大无比，挽弓射箭，飞出的箭能走一万里。你提起笔，就得提足劲，像后羿射日，写出的山，才能稳稳当当像座山。好好练吧。”
“南北走向的乌拉尔山，与东西走向的群山，正好构成一个山字。这是大自然的巧合，还是地壳运动的规律？”李四光决定揭开山字的奥秘。
5．寻找“山”字结构
“李先生，电报，南京来的！”张师傅气喘吁吁地跑来，李四光来不及拍去手上的粉尘，接过电报。电报是蔡元培先生发来的，电文中写道：中央研究院成立在即，望仁兄到南京商讨组建中国地质研究所事宜。
李四光没有迟疑，安排系里的工作后，就只身赶赴南京。
中央研究院的会客室，蔡元培正与一位中年男子交谈，见李四光进来，忙迎上去，道：“仲揆，多日不见。来，来，认识一下，北大地质教授李四光；这位是中央研究院总干事杨铨先生。”
“武昌起义的大英雄，久仰，久仰。”杨铨慌忙起身，当胸抱拳，惊喜之情溢于言表。李四光怪不好意思：“我不过是一介书生。”“往后，你们二位会经常合作。杏佛（杨铨字），你去通融一下，尽快落实研究院的款项。”
杨铨走后，蔡元培问李四光对组建地质研究所有何打算。
“我想，目前中国地质学界当务之急是两件事，一是搞出理论研究成果，一是进行全面地质勘探。有了地质研究所，很多事情就容易铺开去做。”
“那就尽快动手吧，有事找杏佛帮助，他的活动能力很强。”
组建地质研究所，办公地点设在哪儿？李四光背着地质所的牌子跑了几天，没有着落，他向杨铨求援。
杨铨二话不说，带着他转了大半个城，又上上下下打通好几个关节，终于在鸡鸣寺寻到一处幽静、宽敞、交通便利的楼房，地质所的牌子总算可以挂起来了。
通过这件事，李四光也领略了杨铨的干练和精细，心想：这位老兄称得上国家的栋梁之才。
1928年，李四光举家迁到南京。地质研究所投入工作。
李四光从考察地质构造做起，他带领助手们到南京龙潭一带考察。
在宁镇山脉，他们发现一处东西走向的弧形构造的山，弧顶位于镇江一带，在它的凹处，正好有一条南北走向的茅山山脉。这，就构成一个“山”字结构。李四光在中国找到第一个“山”字形结构。
这个时候，李四光的老朋友马君武在广西大学担任校长，希望李四光能到广西进行考察。
广西大瑶山，山道弯弯，逶迤茫茫。李四光他们很快发现一条东西走向的山脉，他们决定，沿着这条山脉，寻找南北隆起的挤压带。
一路上，李四光讲起他的构造理论：“地球自转，造成地球内部重心移动，地壳受重力作用，慢慢凸起，形成弧状，中间挤出一个褶皱，看起来就是一个‘山’字形。咱们现在找到东西走向的弧形山脉，就一定能在附近找到一条南北走向的隆起地带。”
大家信心十足地找那片隆起山地。一连几天过去了，他们在这里转了好几圈，这一带有多少棵树，多少道沟都能说得清楚，就是找不到山的影子。
喻建章泄气了。他一下子坐在地上，抹一把头上的汗珠子，说：“先生，这山该不会钻进地下吧？”
李四光安慰他：“找吧，能找到。你在北京的天安门见到两个大人带一个小孩在前面走，到了西单还是他们三个人在一起，后来，你在前门又见到他们三个人，不用问，他们是一家人。山字结构也是这样，你只要发现一条南北走向的弧形山脉，就能找到和它对应的东西走向的山脊。同样，我们发现这条东西向的弧形山脉，肯定能找到南北走向的挤压带。”
可是，确实没有那条挤压带。
李四光脚步愈走愈沉，只好带着他的人马回到南京。
“要么我的构造理论是错误的，要么是没有找到那条南北隆起的挤压带。”李四光遥望西南方，希望出现奇迹。
奇迹出现了。半年后，广西的地质同行告诉李四光，在柳州发现一条南北方向的褶皱带，因为风化侵蚀，它变成了一条平地。“山”字形构造体系，是李四光地质力学的一个重要组成部分。