Ломоносов ратовал за организацию целого ряда академических экспедиций, которые предполагалось направить в различные регионы страны. В 1760 г. он представил «Мнение о посылке астрономов и геодезистов в нужнейшие места России для определения долготы и широты», где изложил соображения о необходимости всестороннего географического изучения страны: «Сколько происходит пользы от географии человеческому роду, о том всяк имеющий понятие о всенародных прибытках удобно рассудить может. Едино представление положения государств, а особливо своего отечества производит в сердце великое удовольствие. Кольми же паче оное быть должно, когда из того действительную и общую и собственную для себя пользу усмотреть можем» [27, с. 211]
Стремление Ломоносова организовать географическое изучение просторов России нашло активную поддержку в лице занявшей в 1762 г. российский престол императрицы Екатерины И. После кончины М. В. Ломоносова в 1765 г. императрица поддержала деятельность по организации экспедиции нового руководителя Географического департамента Академии наук академика С. Я. Румовского.
Важнейшие результаты по изучению прикаспийских регионов России были достигнуты Оренбургским отрядом экспедиции Академии наук, который возглавлял академик Петр Симон Паллас. Во время путешествий 1769—1770, 1773 и 1793 гг. он побывал в районах Нижнего Поволжья и Заволжья, в дельте Волги, устьях Урала и Эмбы, в Кумо-Манычской степи. Неоднократно Паллас посетил северные берега Каспия.
Он заинтересовался проблемой колебания уровня Каспия и пришел к выводу, что положение уровня моря связано с количеством приносимой реками воды, которое в свою очередь зависит от «бываемой в разные годы погоды», в частности, от количества выпадающего снега и температуры воздуха в районах бассейнов впадающих в море рек. Им также правильно была отмечена значительная роль ветровых нагонов и стонов воды в колебаниях уровня Северного Каспия.
Паллас довольно верно принимал разность уровней Каспия и Черного моря равной 10 саженям (21,3 м), хотя целый ряд позднейших авторов получал гораздо большие числа.
Паллас уделил большое внимание хозяйственному использованию Каспия. Он ознакомился с состоянием рыболовства в низовьях рек Волги и Урала, тюленьего промысла, использованием соленых озер в прикаспийских регионах, отметил обилие в прикаспийских степях лечебных трав. В обширных отчетах о его путешествиях важное значение имеют страницы, посвященные описанию жизни и нравов населяющих Прикаспийский регион народов.
Академик Самуил Готлиб Гмелин путешествовал по Прикаспийскому региону в 1770—1772 гг. и 1773 г. Он побывал на значительных участках восточного, южного и западного побережья моря. При возвращении из экспедиции недалеко от Дербента он был захвачен одним из горских князьков в плен, где и скончался в июле 1774 г.
Результаты наблюдений С. Г. Гмелина в Каспийском регионе составили заключительную четвертую часть его пятитомного «Путешествия по России для исследования трех царств естества» (имеются в виду растения, животные и минералы). Эту заключительную часть Паллас обработал и издал на немецком языке уже после смерти Гмелина. Именно в 4-ю часть сочинения вошли составленные под руководством Гмелина карта северной части Каспийского моря и дельты Волги, карты Астрабадского и Бакинского заливов. В своем сочинении С. Г. Гмелин сообщил о результатах изучения, пожалуй, впервые в истории исследования Каспия, взятых им проб воды и донных осадков.
В этом сочинении имеется специальный раздел «О Каспийском море вообще», где правильно указано, что «приращение и убыль Каспийского моря зависит от погоды и ветров, да и впадающие в сие море реки к сим переменам равным образом весьма способствуют» [28, с 43].
Руководитель одного из Астраханских отрядов экспедиции Петербургской Академии наук академик Иоганн Антон Гильденштедт в 1768—1775 гг. посетил северо- западные и западные берега Каспия, где собрал ценные исторические, этнографические и археологические сведения. Собранные им материалы после его кончины были обработаны Палласом и изданы Академией наук на немецком языке.
На русском языке изданы отдельные выдержки из его сочинений, в том числе очерк «О гаванях, лежащих при Каспийском море», напечатанный в «Историческом и географическом месяцеслове на 1777 г». В очерке кратко изложена история изучения и картографирования моря в XVIII в., а также основные сведения о развитии торгового мореплавания на Каспии. В нем также содержатся сведения о природе Каспия, о его глубинах и характере дна, отмечена роль нагонных и сгонных ветров. И. А. Гильденштедт составил «Карту Каспийского моря из новейших Известий, собранных к 1776 г», которая была издана на русском и немецком языках.
Первые гидрографические съемки реки Дон и части северо-восточного побережья Азовского моря были проведены российскими моряками еще в 1699 г. во время Керченского похода вновь построенного на донских верфях флота царя Петра I. Во время плавания петровской эскадры по Дону заместитель генерал-адмирала боярина Федора Алексеевича Головина опытный моряк вице-адмирал Корнелий Крюйс, поступивший в 1698 г. в Голландии на русскую службу, капитан Петр Михайлов (под этим именем проходил службу на флоте царь Петр Алексеевич) и капитан Питер Памбург (капитан корабля «Крепость», построенного в Паншине — у устья р. Иловли при ее впадении в Дон) произвели первую инструментальную съемку Дона от Воронежа до впадения в Азовское море (более 1300 км). Была замерены глубины, проведена опись берегов реки и астрономически определены широты нескольких приметных мест.
23 июня флот вышел в Таганрогский залив и после стоянки в Таганроге направился к турецкой крепости Керчь. В походе К. Крюйс при участии царя заснял северо- восточное побережье Азовского моря на протяжении почти 500 км и выполнил многочисленные промеры, показавшие глубины от 4,3 м до 19 м. Фактическое наличие таких глубин в корне противоречило представлениям географов того времени и высказываниям турецких моряков. Эскадра беспрепятственно подошла к Керчи, и турки были вынуждены допустить доставку российского посольства в Стамбул по Черному морю. Корабль «Крепость» был первым кораблем созданного в 1696 г. нового российского флота, совершившего плавание по Черному морю.
На обратном пути из Стамбула плавание «Крепости» по Черному морю прошло вполне благополучно, и в начале июня 1700 г. корабль прибыл в Таганрог. В донесении Петру, посланному из Стамбула 28 апреля, посол Украинцев писал, что он приказал капитану Памбургу на обратном пути зайти в Балаклаву и Кафу (Феодосию) и осмотреть подходы к этим портам.
Судя по атласу карт реки Дон, Азовского и части Черного моря, составленному Крюйсом и изданному в 1703—1704 гг., задание это было Памбургом выполнено. Более того, штурман «Крепости» поручик Христиан Отто составил пошедший в этот атлас черновой очерк Южного побережья Крыма от места расположения теперешнего Севастополя до Керченского пролива с указанием глубин моря на всем этом протяжении.
Значит, с борта «Крепости» были проведены первые в истории гидрографические исследования на Черном море с прибрежным промером глубин и описанием берегов. Плавание «Крепости» и проведенные замеры показали, что южнее Керчи есть большие глубины, а в центральной части моря нет мелей, как считалось до этого.
На протяжении всего XVIII в. Российское государство упорно добивалось свободы мореплавания по Черному и Азовскому морям и обеспечения безопасности южных областей Руси от нападения турок и татар Крымского ханства. В 1711 г. неудачный Прутский поход Петра I закончился миром с турками, по которому Россия возвратила им захваченный в 1696 г. Азов в устье Дона.
В 1735 г. императрица Анна Иоанновна начала новую тяжелую войну с Османской империей и Крымским ханством. В ходе боевых действий 2 июля 1737 г. русские войска под командованием генерал-фельдмаршала Миниха захватили турецкую крепость Очаков в Днепро-Бугском лимане. Для продолжения успешной борьбы с турками на побережье Черного моря необходимы были суда. Миних, докладывая императрице о взятии Очакова, просил: «В Брянске[83] суда надобно достраивать и послать туда искусного и прилежного флагмана и мастеров». Выбор пал на одного из «птенцов гнезда Петрова», боевого адмирала Наума Акимовича Сеня вина, которого назначили начальником Днепровской (Брянской) флотилии.
В начале октября Сенявин встретился с командующим армией Минихом в Полтаве. В ходе встречи было решено, какие суда необходимо строить в Брянске и как сплавлять их к морю через Днепровские пороги. Миних доносил императрице: «На вице-адмирала крепкую надежду иметь можно, что он порученное ему дело исправит, от приготовления же нового надежного флота зависит возможность принудить турок к миру» [29, с. 413, 417]. Но судьба распорядилась иначе. Заболев, прославленный адмирал скончался в мае 1738 г. в Очакове, до последнего дня находясь на службе Отечеству. Только в 1739 г. с Турцией был заключен Белградский мир, по которому Россия вновь приобрела Азов, но без права строить там крепость и иметь флот на Азовском и Черном морях.