Такому развитию событий способствовало несколько обстоятельств. Во-первых, относительная доступность архипелага при значительном количестве посещавших его промысловых судов. Во-вторых, развитие популярной теории древнего оледенения среди европейских ученых требовало подкрепления все новыми и новыми данными, которые можно было получить на ледниках архипелага. В-третьих, мало того что слагающие породы на острове были лишены рыхлого покрова, что облегчало их изучение, они еще отличались необыкновенным разнообразием как по возрасту, так и по происхождению — то, что в других местах удавалось проследить на протяжении сотен и десятков километров, здесь можно было отнаблюдать порой в однодневном маршруте, например на западе Земли Норденшельда, начиная с
Грен-фьорда. Неудивительно, что представители многих европейских университетов устремились на архипелаг, причем первое время среди них преобладали шведы, порой с именами мировой известности, для которых Шпицберген стал традиционным районом исследований.
В 1858 году в водах архипелага на судне «Фритьоф» появился шведский геолог Отто Мартин Торрель (1828–1900), прежде изучавший древнее оледенение Скандинавии. Его сопровождал молодой минеролог Адольф Эрик Норденшельд (1832–1901). Эта экспедиция обследовала западное побережье главного острова архипелага на пространстве от Хорнсунна до Рауд-фьорда. В 1861 году они продолжили свои исследования у северного побережья главного острова архипелага и Северо-Восточной Земли вплоть до мыса Платтен, получив убедительные доказательства существенной разницы в оледенении посещенных районов, в связи с чем позднее в литературе об этой экспедиции было особо отмечено: «Мы много обязаны ей теми сведениями, которые имеем теперь о топографии Шпицбергена» (Гельвальд, 1884, с. 741). Третью шведскую экспедицию на Шпицберген в 1864 году возглавил сам Норденшельд. Предполагалось, что она выполнит триангуляцию на побережье Стур-фьорда, создав тем самым основу для будущего картографирования архипелага, но это намерение удалось лишь частично. Экспедиция обнаружила узкий пролив, отделяющий остров Баренца от Западного Шпицбергена, о котором, впрочем, было известно во времена интенсивного китобойного промысла. В 1868 году очередная экспедиция Норденшельда нанесла на карту побережье Ис-фьорда, пролив Форланнсуннет и Лифде-фьорд с окрестными ледниками. В самом сердце Шпицбергена — в окрестностях долины Рейндален — шведы обнаружили лишь горное оледенение и, кроме того, отчетливые признаки существования в прошлом более теплых климатических условий. Было над чем задуматься самым продвинутым специалистам… Именно со времен этих экспедиций стало известно, что Шпицберген буквально набит углем — Блом-стренд обнаружил его на берегах Конгс-фьорда, а сам Норденшельд вместе с Торрелем и Дюнером на берегах Ис-фьорда, что во многом определило будущее освоение архипелага, когда эксплуатация его биоресурсов постепенно сменилась добычей полезных ископаемых.
В своей пятой экспедиции на архипелаг Норденшельд замахнулся на достижение Северного полюса, (который он надеялся покорить на оленьих упряжках). Однако завезенные олени во время зимовки разбежались — главная цель, таким образом, оказалась недостижимой, зато пересечение ледникового покрова Северо-Восточной Земли принесло результаты, которые на протяжении шестидесяти лет оставались непревзойденными. Вслед за Норденшельдом на архипелаг направились многие шведские геологи, деятельность которых оказалась на протяжении последующих десятилетий весьма плодотворной (Натхорст, Де Геер и др.), а также представители других наций (австрийцы Ханс Вильчек и Ханс Хефер) и т. д. Продолжалось успешное картографирование недоступных прежде участков восточного побережья (немецкие экспедиции Теодора Циля и Карла Хейглина в 1870 году), сопровождавшееся открытием многих неизвестных ранее ледников. Когда норвежский китобой Элинг Карлсен в 1863 году обогнул на своем судне Северо-Восточную Землю, размеры архипелага и его положение на карте были окончательно установлены, хотя большая часть внутренних областей оставалась в полном смысле «белым пятном», особенно ледниковые районы с их сложным рельефом. Лишь в 1890 году Густав Норденшельд пересек ледниковую систему, расположенную между заливами Бель-сунн на севере и Хорнсунн на юге.
Особые заслуги в исследовании внутренних районов главного острова архипелага принадлежат английскому альпинисту Мартину Конвэю, который в 1896 и 1897 годах глубже всех проник в глубь этой суши, несколько раз пересекая ее в различных направлениях, обнаружив странную закономерность в распределении ледников, большая часть которых располагалась на периферии острова, тогда как в центре преобладали относительно небольшие горные ледники, причем это выглядело очевидным нарушением широтной зональности в этой части Арктики.
Таким образом, на протяжении второй половины XIX века на Шпицбергене проходил своеобразный международный научный аврал, в котором, однако, не участвовала страна — первооткрыватель архипелага. Такое положение, разумеется, не могло продолжаться до бесконечности. Перелом в этом отношении наступил в самые последние годы XIX века, когда Академии наук Швеции и России решили провести в жизнь совместными усилиями старую идею об измерении дуги меридиана, для чего уже в 1898 году была выполнена предварительная рекогносцировка района работ с участием русского топографа Шульца. В дальнейшем обе экспедиции работали со своих баз, расположенных на крайнем севере (шведская на полуострове Ню-Фрислан) и юге (русская в Хорнсунне) архипелага независимо друг от друга, руководствуясь общей программой, с тем чтобы сомкнуть цепи треугольников триангуляции в наименее доступной части Шпицбергена на горе Ньютон высотой 1717 метров. Шведскими работами руководил геодезист профессор Едерин, русскими — отмеченный выше (см. гл. 5) геолог Чернышев, назначенный на эту должность с учетом его опыта на Новой Земле и Тимане. Зимовочным составом нашей экспедиционной базы командовал военный топограф штабс-капитан Д. Д. Сергиевский.
Работы русских проходили с юга главного острова архипелага в основном в полосе, примыкающей к Стур-фьорду, то есть в районах самого интенсивного оледенения со всеми вытекающими отсюда последствиями. По первоначальному плану русские должны были довести свои наблюдения до горы Чернышева на широте 78 градусов 58 минут. Однако поскольку шведские исследователи испытывали сильные затруднения в проведении своих наблюдений, русские взяли на себя самые ответственные работы по увязке сетей, включая наблюдения на горе Ньютона, в выполнении которых отличился астроном А. С. Васильев из Пулковской обсерватории. Работа велась в крайне сложных условиях ледников на «белых пятнах» на такой местности, где большей частью нога человека ступала впервые и о которой прежде не было ничего известно. Много забот доставило преодоление неизвестных перевалов на ледниках с их многочисленными зонами трещин, не говоря уже о бесконечных туманах и метелях. Помимо геодезических и астрономических работ, участниками экспедиций были выполнены топографические съемки, а на экспедиционных зимовочных базах еще и продолжительные метеорологические наблюдения, не считая попутных геологических, гляциологических и биологических исследований. Несомненным достижением было и то, что не было потеряно ни одной человеческой жизни, что в практике полярных исследований того времени было редким явлением.