刘东生明白，尽管他已经建立了多种地质年代测定方法，但无论哪一种应用到第四纪上都有这样或那样的不足。确认黄土年龄，最佳选择是对样品进行磁性地层和岩石磁学测定。这是当时世界上一种先进的测定技术，谁要想知道某一地层年龄，通过沉积物记录的古地磁极性测定，再参阅地磁年表（地球的磁极在地质历史时期曾经发生过多次倒转，70多万年前，地球的北极和南极与现在正好相反。科学家便根据古地磁极性变化的次序，建立了标准地磁年表），便可得出结果。上个世纪70年代末，由于超导磁力仪的应用，深海钻探计划中磁性地层学得到快速发展，不但为多年来盛行的海底扩张学说提供了佐证，也导致板块构造学说的创立。刘东生认为，应用这种技术同样能够确定黄土的年龄。然而由于当时我国古地磁实验室设备和技术与国外有较大差距，因而所获数据常常得不到国际同行认可，若想确认黄土年龄，只有带着样品到国外去测试。
借助苏黎世瑞士联邦高等理工大学许靖华教授牵线，刘东生最后找到了利用许教授所在大学的超导磁力仪进行测试的机会。为此，他组织人员在洛川黄土塬进行钻探采样。当时钻孔深达136米，共采到250块样品，平均分辨率是60厘米／块。刘东生的学生安芷生等参与了钻探过程，安芷生后来回忆说：“为此，我在冬日的洛川足足呆了两个月，看钻、取样、作剖面。”
1981年，刘东生亲自携带样品飞往瑞士。他在瑞士只有三个月时间，由于时间紧，工作量大，样品检测基本安排在夜间，具体实施黄土样品测试任务的是赫勒博士和他的助手。每当测量时，已年过花甲的刘东生总是不辞劳苦地守在现场，要么帮助加工样品，要么旁观测量过程。实验室位于郊区，夜晚气温较低，为了御寒，他将所穿的军用棉大衣捂得严严的，累了就在过道长椅上躺一会儿。实验室的年轻人看到这个场景，无不为之感动。
在刘东生回国之前，古地磁测试结果终于赶了出来，他的辛勤劳动总算有了结果。
瑞士测量仪器给出的整个黄土剖面磁化率曲线出来后，刘东生一眼扫去便有似曾相识之感。然而来不及细想他就踏上了回国行程。在飞机上，他展开印有黄土－古土壤磁化率曲线的纸张仔细察看，这才恍然大悟，原来整条曲线与当时风行的深海沉积物中有孔虫介壳得到的氧同位素曲线类似，难怪看起来十分眼熟。回到家中，来不及洗去征尘，他就赶忙取出文献对照，“天哪，怎么会如此相似！”他喊道。显然，中国黄土－古土壤序列很好地记录了第四纪时期的气候和环境变化，表明黄土层形成于较为干冷时期，古土壤则在相对湿热时段发育。他立即通过电话将他的发现告诉远在瑞士的赫勒博士。
地质学家将过去250万年以来的时期，即与人类发展密切相关的这一地质时期称为第四纪，把在第四纪中气候变冷，导致北美和欧洲大陆出现了像现在南极、格陵兰这样为冰盖所覆盖、高山上的冰川向下延伸的时期称为“冰期”，把在两个冰期之间出现的气候温暖、欧洲和北美大陆冰盖消失、高山冰川向山上退缩的时期称为“间冰期”。冰期与间冰期的每一次交替称为一个“旋回”。20世纪初，欧洲科学家通过对阿尔卑斯山冰川沉积的研究发现，这个地区出现了4次冰期、间冰期变化，据此他们提出了第四纪全球气候出现了4次冷暖“旋回”学说。这一经典的四次冰期的理论统治了第四纪科学界近一个世纪。
而对中国黄土－古土壤序列精确的古地磁研究发现，中国黄土开始堆积于250万年前第四纪开始时。黄土高原夹在黄土层之间多达30多层的古土壤，表明第四纪时期的气候变化绝不是四次冰期—间冰期模式所能概括的。尽管冰川研究也发现了更多的次级的冷暖变化，但黄土与深海沉积记录研究还是彻底地打破了四次冰期的第四纪气候变化模式，建立了全新的多旋回的气候变化理论。在这一过程中，刘东生领导的团队对中国黄土的研究起到了关键作用。中国的黄土－古土壤序列提供了陆相地层中最为完整的多旋回气候变化记录。
根据这一重大科学突破，刘东生等在有影响的《自然》杂志上发表了论文。这标志着中国黄土研究进入了新的阶段。刘东生和他的团队的研究成果，奠定了中国黄土与深海沉积、极地冰芯并列为全球环境变化研究三大支柱的基础。
有了权威的黄土古地磁测量数据，1984年夏，刘东生开始组织撰写并出版《黄土与环境》一书，他认为“这不仅是总结中国黄土研究的好机会，而且是将中国黄土研究推向世界的必然之路”。果然，此书1985年一经推出，便震惊世界，很快再版。洛川剖面因之成了世界上所有黄土研究者争相目睹的“圣地”。
这就是刘东生院士，“文革”重挫改变不了他对黄土的依恋，重新起步的困难更挡不住他迈向黄土高原的脚步，他在逆境和困难中勇往直前，最后竟然生发出一片中国地质科研的新天地。这一过程中，没有幸运，没有照顾。他的成功，是因为他把“锲而不舍”四个大字写在了黄土大地上。他曾经深情地说：“我的黄土生涯是一条始终没有断的线！”
“文革”之后，中国第四纪科学研究组织迅速发展壮大，刘东生在国际第四纪研究中的地位也随之不断提升。1979年，中国正式成为国际第四纪联合会成员。第二年刘东生任中国第四纪研究委员会主任。1982年后，刘东生在第11届和第12届国际第四纪研究联合会大会上，连续两届当选国际第四纪研究联合会副主席，任职时间达8年。1991年，中国作为东道主主持召开了第13届国际第四纪研究联合会大会，刘东生当选主席，此后他又以前主席的身份在国际第四纪研究联合会执委会任职到1999年。权威人士评价说，中国同一位科学家在国际第四纪学术组织中任职长达17年，足以证明他在第四纪研究上所作出的贡献为国际所公认。
此后，中国黄土研究的新成果不断涌现。先是刘东生的学生丁仲礼院士发现了600万至800万年前的风成沉积记录。2002年，刘东生的学生郭正堂博士等在英国《自然》杂志发表了题为《中国黄土指示亚洲荒漠化起源于2200万年前》的论文，更是将中国风成沉积记录向前推进到2200万年前。德国的肖英博士对这篇文章的评述称：“新发现的中新世黄土－古土壤序列是‘喜马拉雅山的新传’。”
（六）
“因为它在那里”，这是英国著名登山家马洛里的名言，它回答了科学家国为何历尽千难万险去攀登高山的问题。刘东生认为这句话表达了科学家探索自然的强烈欲望。在一次青藏高原学术会议上，刘东生借用此言鼓励大家：“对于青藏高原研究而言，我们应当说‘因为它在这里！’青藏高原的主体在中国境内，我国科学家要有这种攀登世界科学高峰的雄心壮志，有信心建设好世界一流水平的青藏高原国际科学研究平台。”
刘东生是这样说的，也是这样做的，他本人就是一位攀登高峰的强有力的实践者，曾经不畏艰险七次前往青藏高原，亲自组织和参与了希夏邦马峰、珠穆朗玛峰、托木尔峰等地区的科学考察，成为我国青藏高原研究的开拓者。
有“世界屋脊”之称的青藏高原，主要包括青海、西藏和四川西部的高原，面积约230万平方公里，平均海拔4000米以上，山岭海拔多在6000米以上，峰顶终年积雪。
希夏邦马峰在藏语中是高山气候严酷之意，海拔为8012米，在全世界14座海拔8000米以上高峰中，是当时唯一未被人类涉足的处女峰。1964年初的一天，冰川学家施雅风在地质所门口遇到刘东生，问他：“中国科学院应国家体委要求，要我组织与率领一支登山科学考察队去希夏邦马峰，你有无可能参加，并负责地质组工作？”刘东生马上作答：“我愿意参加。”刘东生后来回忆说：“我从小对登山就很有兴趣，利用了这个机会。”1月，刘东生被委任为副队长，同以施雅风为队长的登山考察队出发了。
这次考察恰逢中国—尼泊尔公路刚刚开通之际，新辟出的公路两旁岩壁袒露着，为研究人员观察地质现象与岩石类型提供了难得的“人工剖面”。不过，这些沉睡了亿万年的岩石因为劈开不久，尚未稳定，随时可能崩塌，给考察队带来危险。有一回，正当刘东生专心察看岩体时，悬在高处的一块巨石忽然坠落。听到队友们“躲开！躲开！”的惊叫声，他本能地扑向山根死角，巨石随之擦身而过，砸毁公路后随之滚下深渊。队友们无不为他躲过一劫而庆幸。
危险接踵而来。考察队宿营在希夏邦马峰海拔约6000米高度的第二天，一大早起来后，刘东生一头栽倒在雪地上。队友们以为他发生了严重的高山反应，赶紧把他抬到海拔5000米的地方缓解。刘东生很快恢复了正常。后来才发现，这并非高山反应所致，而是由于刘东生所用的新式帐篷外层涂有橡胶，这种涂有橡胶的帐篷优点是保暖性好，缺点是透气性差，住在里面容易缺氧，导致人摔倒。这次有惊无险的遭遇，反倒使刘东生看到了自己适应高原的潜能。后来表明，他不仅适应海拔6000米高度的工作，还可登高至6500米。
希夏邦马峰的考察获得了重大科学发现，而在这个重大发现中起重要作用的正是刘东生。
一天，当晚霞染红了苍山的时候，北京地质学院教师张康富等从野外返回，他们给刘东生看一块从海拔5900多米的博野康加勒冰川堆积中拾回的化石。刘东生发现这块化石竟是叶脉清晰的阔叶化石。他将其带回北京，交给古植物学家徐仁教授鉴定，鉴定结果确认这块化石为高山栎化石，估算时间为第四纪初期。在中国西部，高山植物分布是有序的，从上而下一般是高山草甸、针叶林、针叶阔叶混交林、阔叶林。高山栎是一种高两三米、叶子呈革质、色泽葱绿的阔叶树，多长在海拔2000多米的山地，上限为海拔3000米，从事青藏高原考察的人员都认识这种树木。
刘东生想到，既然海拔3000米是高山栎的生长上限，而这块化石却出现在海拔近6000米的高处，这就表明青藏高原在过去200多万年里向上隆起了3000多米，高山栎化石是随着地壳上升带上去的。然而在此之前，地质学界一直认为青藏高原维持目前的高度已经非常久了。这是一个惊人的科学发现。
当时我国科技水平还比较落后，刘东生等地质学家们对于青藏高原上升的判定，只能通过阔叶化石或海相化石进行。后来通过先进的测绘技术证明，刘东生的直观判定是正确的。测绘研究表明，雄踞地球之巅的珠穆朗玛峰充满活力，偌大的山体长得很快，仅在1966—1992年的26年里它就长高了96厘米。中国科学院院士陈俊勇谈及珠峰上升时，提供了一个有趣的事实：珠峰有时不是作匀速上升而是变速上升的，如1966—1975年间，它每年以约4.1厘米的速度升高。之后，上升速度逐渐变缓，减为每年平均抬升3.5厘米。相对珠峰而言，周边地方的上升速度就要慢许多，如与它相距百公里外的地壳上升速率每年只有1厘米左右。回顾沧海桑田的历史，地球上原本没有青藏高原，更无巍巍珠峰，这片土地曾淹没于汪洋大海之中，这个海洋的名字叫特提斯。自上新世末以来，青藏高原累计上升约3500～4000米。青藏高原的隆起是晚新生代以来发生的最伟大的地质事件之一。
一叶知青藏。1965年，施雅风和刘东生等在北京召开的一次国际科学会议上，报告了他们的重大发现，由此引发了此后多年关于“青藏高原隆起时间、幅度和阶段”问题的大规模科学讨论。
富于科学前瞻性是智慧的表现。“20世纪日益严重的环境污染及其对人类生存的威胁，引起国际社会的极大关注。刘东生是我国环境地学创始人之一，他敏锐地感受到研究环境污染，必须具备比较的标准，也就是环境‘本底’问题。凭借对青藏高原的多次考察，他感受到在人迹罕至的高山区获取‘本底值’更有意义。”中科院大气物理研究所研究员高登义每当谈及这一点，就会以尊崇的语气说起刘东生。
1975年春，中国第二次组织珠穆朗玛峰的登山与科考行动。考察队出发前，刘东生找到参与考察的高登义，委托他利用登珠峰的机会，负责组织采集从珠峰顶峰到大本营不同高度的土壤、冰雪等环境样品。为使高登义懂得这项工作的重要性和基本知识，刘东生给他进行了详细的讲解，还将亲笔描绘的采样图交给他。随后，刘东生又让人把十多箱采集样品的容器和工具一并送来。“这太信任我了！”高登义感叹道。当时高登义才20多岁，刚涉足大气物理研究，从未学过、更没做过采样工作，加之与刘东生不在一个单位工作，很是陌生。面对如此信任，高登义下决心一定要完成任务。在队友们的支持下，他采集到了刘东生所要求的冰雪、土壤与生物等样品，为研究珠峰地区的环境本底值提供了依据。20世纪90年代，高登义等人再次在地球之巅采集样品，将获取的新数据与当年获取的环境本底值对比，他们发现珠峰的“脸儿”明显被抹脏了。
例如，1975年，珠峰砷的污染平均值是每升水中含砷1.33微克，到了1992年，则上升到14.9微克。产生于电解铜阳极泥和硫酸厂烟道灰中的硒，1975年珠峰每升水中含量小于0.05微克，到了1994年则小于0.2微克，上升了4倍。科学家测定酸度的大小以pH值表示，按规定如果降水中的pH值小于5.6就被视为有害的酸雨，而采自海拔6000米珠峰雪样的pH值竟然为5.85。圣洁的珠峰，污染又来自哪里呢？高登义分析其原因，认为，一是海湾战争中科威特油田大火的滚滚浓烟在西风作用下飘向珠峰，作部分沉降；二是菲律宾皮纳图博火山喷发后，其火山灰在东南风的作用下也飘过珠峰，并随降雪污染珠峰。他深有感触地说：“如果再过若干年，继续以新获取的地球地标——珠峰环境数据进行比对，又会有新的发现，又可以对人类的文明发展与倒退进行解读。试想，若没有刘先生当年要求取得珠峰环境背景值，一切都无从谈起。科学家的卓越与否，就是要看他是否站得高，看得远。”
（七）
1977年，新疆托木尔峰登山科学考察得到国务院批准，刘东生被中国科学院任命为考察队队长。科考项目有冰川、水文、地质、动物、植物、微生物、土壤等。在这次考察中，刘东生遇到的艰险远超过希夏邦马峰考察，可谓惊心动魄。
