Его работа «Заметки о следах древнего оледенения в Русском Алтае» была напечатана в 1914 году, а в 1931-м он снова вернулся к этому вопросу в труде «Признаки ледникового периода в Северной и Центральной Азии». Здесь он собрал воедино все известные сведения по оледенению Северной Азии.
Он уверен, что оледенение больших областей от Урала до Таймыра доказано совершенно точно. Здесь лежал такой же толстый, в две или три тысячи метров, слой льда, как в Гренландии. Сплошной ледниковый покров одевал восточную часть Арктики от берегов Ледовитого океана до алданских низовьев. Центром оледенения надо считать Верхоянский, Колымский, Анадырский хребты и хребет Черского. Весь север Сибири находился подо льдом. В среднем поясе
не было сплошного оледенения, но отдельные его центры различаются в Енисейском кряже, в Олекмо-Витимском округе, Северо-Байкальском нагорье и других местах. А из южных гор Сибири льдом были покрыты Саур, Тарбагатай, Алтай и Саяны. И хребет Кузнецкого Алатау покрывался длинным ледяным языком.
Центральная Азия сохранила следы ледников на хребтах — Джунгарский Алатау, Барлык, Майли, Монгольский Алтай, горная страна Хангай. А еще более заметно древнее оледенение на Тянь-Шане. Морены горной группы Богдо-Ола находятся на высоте 1 795 метров. Возможно, что ледники прошлого оставили свой след и на Хингане, и на Сихотэ-Алине, в горах Кореи... Этим еще занимаются ученые.
Во всяком случае, ясно, что Северная Азия в своем развитии четвертичного периода не отличалась от Европы и Северной Америки, как думают те, кто отвергает существование ледниковых и межледниковых эпох в этой стране. Установить это важно не только теоретически, но и в практических целях, для разведки золота и других полезных ископаемых.
Тектоникой — вопросами строения земной коры и ее движений — Обручев заинтересовался очень давно. Еще на заре своей сибирской жизни, проезжая по Тункинской долине, он задумался, почему так резки очертания скалистых Тункинских гольцов и столь плоски горы Хамар-Дабана. Тогда он не понял, чем вызвано такое несходство.
В науке считалось, что в тектонике основное значение имели складкообразоватёльные движения земной коры. Постепенно Обручев убедился, что рельеф Сибири создан перемещениями крупных глыб земной коры по разломам в виде сбросов и сдвигов. Но он думал, что движения эти происходили очень давно. Исследования на Байкале и Алтае показали, что они гораздо моложе, чем думают ученые. Если образованиям складок в горных странах не меньше пятидесяти миллионов лет, а иным триста пятьдесят и даже пятьсот миллионов и более, как Восточно-Сибирской докембрийской складчатости, то новые тектонические движения происходили в третичное и четвертичное время, в последний миллион лет существования Земли.
Очень долго считалось, что после третичного периода земная кора пребывала в длительном покое. Это установившееся мнение не помешало Обручеву в 1914 году допустить, что поднятие горста, представляющего современные Приморский и Онотский хребты на северо-западном берегу Байкала, произошло после третичного периода. Это объясняло возникновение послетретичных озер в грабенах Забайкалья. А исчезновение их могло быть связано с еще более поздним оседанием дна грабена Байкала.
Образование этого озера-моря издавна вызывало споры. Одни ученые считали Байкал провалом, другие — древней долиной, подвергавшейся медленным преобразованиям еще с палеозойского времени. Черский думал, что на создание байкальской впадины действовали продолжительный размыв и медленные складкообразовательные движения. А Обручеву еще в 1889 году, когда он был на Байкале впервые, показалось, что слишком глубока и велика впадина озера-моря, чересчур круты и обрывисты его склоны. Образовать впадину могли только разрывные, или, как говорят геологи, дизъюнктивные, движения земной коры и притом в сравнительно недавнее время. Ведь крутые склоны этой впадины не сглажены еще размывами...
Так он записал тогда в своем дневнике. Нельзя было, подобно Черскому, изолированно изучать байкальскую впадину, ее следовало рассматривать в связи с общим геологическим строением Забайкалья.
И позже в Селенгинской Даурии он увидел, что тектонические процессы, создававшие рельеф страны, вполне ясны. Прежние исследователи не обращали внимания на разрывные нарушения земной коры, потому что не знали этих геологических явлений. Тектоника была еще не разработанной областью науки о Земле.