Следует отметить, что во время стоянки у Большого Баранова мыса Сарычев произвел первые археологические раскопки на побережье Сибири, раскопав места стойбищ древних обитателей этих мест - шелаг и найдя предметы их быта. Он писал по этому поводу: "На берегу ручья нашел я обвалившиеся земляные юрты не в дальнем одна от другой расстоянии. Сделаны они были сверх земли и казались круглыми в диаметре сажени три. По разрытии земли в середине нашли кости тюленьи и оленьи, также много черепьев от разбитых глиняных горшков и два каменные треугольные ножа наподобие геометрического сектора - сторона, которая дугою, вострая, другие две - прямые и толстые" [13, с. 83]. Известный историк и археолог академик А. П. Окладников писал по этому поводу: "Раскопки Сарычева представляют собой замечательную страницу в истории мировой археологической науки. Они явились первыми раскопками древних памятников Арктики, предпринятыми с научной целью, и положили начало полярной археологии как науке" [16, с. 134].
Опередили свое время и соответствуют современным представлениям выводы, сделанные им о режиме "Ледовитого моря" (российские арктические моря): "Итак, если б через проливы, коими соединяется это море с океанами, не выносило льдов, то оно давно бы наполнилось ими. Отсюда следует, что причину малого или большого количества бываемого на море льду должно приписывать не теплому или холодному лету, а единственно расположению дующих ветров, иногда способствующих выходить льдам в проливы" [13, с. 85].
А отмечая появление у Большого Баранова мыса множества белух, тюленей и даже одного кита, Сарычев усмотрел в этом "неоспоримое доказательство, что Ледовитое море имеет соединение с Восточным или Северным океаном" [13, с. 83].
О большой наблюдательности Гавриила Андреевича и умении делать правильные выводы о природе морей говорит и такой факт. Он писал о возможном существовании большого острова к северу от Чукотки еще в июле 1787 г., на 36 лет раньше, чем такое предположение высказал полярный исследователь Ф. П. Врангель, чьим именем и был назван в 1867 г. вновь открытый там остров.
Сарычев заметил, что у Большого Баранова мыса колебания уровня моря были не более половины фута (15 см), "и то без всякого порядка. Это дает повод заключить, что сие море не из обширных, что к северу должно быть не в дальнем расстоянии матерой земле, и что оно, по видимому, соединяется с Северным океаном посредством узкого пролива. И поэтому здесь не исполняется общий закон натуры, коему подвержены все большие моря.
Мнение о существовании матерой земли на севере подтверждает бывший 22 июня юго–западный ветр, который дул с жестокостию двои сутки. Силою его, конечно бы, должно унести лед далеко к северу, если б что тому не препятствовало. Вместо того на другой день увидели мы все море покрытое льдом. Капитан Шмалев сказывал мне, что он слышал от чукоч о матерой земле, лежащей к северу, не в дальнем расстоянии от Шелагского носа, что она обитаема и что шелагские чукчи зимнею порою в один сутки переезжают туда по льду на оленях" [13, с. 84]. Значит, Сарычев сообщил и сделал достоянием ученого мира сведения о предполагаемом наличии большого острова к северу от Чукотки в своей книге о Северо–Восточной экспедиции, вышедшей из печати в 1802 г., т. е. за 65 лет до фактического открытия этого острова.
Одним из первых обратил внимание Г. А. Сарычев и на возможность использования на севере вечной мерзлоты. Он отметил, что местные казаки во время линьки гусей загоняют на озерах их в "растянутый невод, бьют их палками и без всякого приготовления бросают в ямы, вырытые нарочно в земле. Тут лежат они целый год, нимало не портясь, потому что земля здесь летом не тает глубже полуаршинна, и как скоро яму сверху закроют, то гуси тотчас замерзают.
В здешней стороне погребенные мертвые тела без превосходного египетского бальзамирования пребудут вечно нетленными и с тем преимуществом, что не только не потеряют ничего из своей вещественности, но и платье на них сохранится невредимо" [13, с. 81].
После возвращения судов на Колыму Биллингс направился в Якутск вместе с лекарем, секретарем и частью команды. В январе следующего года он прибыл в Иркутск, откуда переслал в Адмиралтейств- коллегию все материалы, собранные во время плавания в Ледовитом море. Остальную часть команды в тяжелом переходе в Якутск возглавил Сарычев. При возвращении из Среднеколымска отряд моряков вновь пересек хребет Черского, причем Сарычев правильно определил, что хребет является водоразделом рек Индигирки и Яны. Далее отряд вышел к р. Яне, а затем перевалил через Верхоянский хребет. Сарычев довольно красноречиво описал неимоверно сложные условия, в каких оказались путешественники. "Столь дальнее расстояние и жестокость наступивших морозов приводили нас в ужас. И действительно, все наше прежнее до сих пор путешествие было ничто в сравнении с тем, что претерпели мы, едучи далее к вершине реки Яны, между гор почти безлесными местами, где пронзительные ветры при жесточайших морозах доводили нас до крайности. Хотя и было на нас теплое тройное оленье платье, но стужа казалась несносною и едва не останавливала движение крови. Полчаса нельзя было просидеть на лошади и почти беспрестанно надлежало согреваться пешеходством. Лица наши так изуродовало морозом, что почти не оставалось места, где бы ни видно было действий его лютости. Наконец, чтоб совсем не отмерзли у нас щеки и носы, придумали мы сделать из байки личины, которые хотя от исходящего изо рта пару леденели и были не очень приятны для лица, однако много помогли нам. В сем странном и смешном наряде походили мы более на пугалищ, нежели на людей" [13, с. 90–91].
Сарычев отметил отлогость северного склона Верхоянского хребта и чрезвычайную крутизну южного склона. "Поднимались на хребет несколько отлогою стороною, но спуск был утесом крутизны чрезвычайной, прямо бы по оному сходить было невозможно, если б не была проложена дорога многими изгибами. Но и тут страх видеть под ногами неизмеримую пропасть принуждал нас спускаться иногда ползком" [13, с 91].
В январе 1788 г. начался новый этап экспедиции. По поручению начальника экспедиции Сарычев организовал в Усть–Майской пристани в устье р. Мая (приток р. Алдан, который является притоком Лены) постройку лодок для перевозки тяжелых грузов, предназначенных для постройки и вооружения экспедиционных судов в Охотске. К устью р. Маи все грузы из Якутска перевезли на телегах, которые тащили запряженные в них быки. А 15 июля он во главе флотилии из 17 лодок, на которых разместилось до 1500 пудов груза (до 24 тонн), отплыл по рекам Мая и затем ее притока Юдома до Юдомского креста, где заканчивался водный путь, и далее грузы перевозились в Охотск по суше. Главную часть груза составляли 20 медных трехфунтовых пушек, якорные лапы и запасы провианта.
Команды лодок составляли большей частью нанятые якуты, а также казаки и моряки. Вначале лодки шли вверх по реке на веслах, но далее из‑за увеличения скорости течения их все чаще нужно было тащить бечевой, особенно при проходе шиверов - каменистых участков дна с небольшими глубинами и быстрым течением. Сарычев вспоминал впоследствии об обстоятельствах форсирования караваном лодок таких участков рек: "Все люди должны были бродить в воде по пояс и перетаскивать лодки по одной на руках. К большой же нашей беде наступила стужа. По утрам бывали морозы, и вода в реке так настыла, что нельзя было долго в ней оставаться. Люди выходили из терпения и начинали роптать, особливо якуты, не хотели совсем работать: ни ласки, ни ободрение не сильны уже были их к тому понудить, наконец, должен я был собою показывать пример и вместе с ними бродить в воде. Сим только средством мог удержать их в повиновении и успел переправиться благополучно через сии трудные места, продолжавшиеся 25 верст" [13, с. 99].
Во время зимовки в Охотске Г. А. Сарычев описал устье рек Охоты и Кухтуя и составил план Охотска. В конце мая на деревянной байдаре длиной около 7,5 м он произвел опись побережья Охотского моря от Охотска на юг до залива Алдома, куда впалает река Алдома. С ним отправились два геодезии унтер–офицера и 8 моряков и казаков. С собой был взят запас провизии на 3 месяца.
Морской берег протяженностью в 400 верст был описан им всего за 8 дней. В южной точке описанного побережья он встретил коменданта Удинского порта капитана 1-го ранга И. К. Фомина, который также на байдаре производил съемку побережья от устья р. Уда до залива Алдома. Таким образом, они осуществили опись всего западного побережья Охотского моря.
В июле 1789 г. Биллингс прибыл в Охотск, где для экспедиции были построены два судна: "Слава России" (длиной 24,6 м, шириной 7 ми с осадкой 2,9 м) и "Доброе намерение" (длиной 23 м). Биллингс вступил в командование "Славой России", а вторым судном командовал Р. Галл. 8–9 сентября при выходе из устья р. Охоты на Охотский рейд внезапно пришедшей с моря зыбью "Доброе намерение" было выброшено волнами на мель и разбилось.
Наконец 19 сентября 1789 г. "Слава России", которой командовал И. Биллингс, вышла из Охотска к берегам Камчатки. С Биллингсом на судне вышли в плавание офицеры Сарычев, Галл и Беринг. Через 13 дней плавания экспедицией был открыт о. Св. Ионы - единственный остров в центральной части Охотского моря. Затем судно направилось к Курильским островам. Обследовав первые пять из них, экспедиция вышла в океан через Четвертый Курильский пролив и 5 октября прибыла в Петропавловский порт на Камчатке. Там все три помощника И. Биллингса - капитан–лейтенанты Р. Галл, Г. А. Сарычев и X. Т. Беринг - были произведены в капитаны 2-го ранга.
Поражает буквально государственный стиль мышления Г. А. Сарычева, познакомившегося впервые с Авачинской губой и правильно оценившего ее возможную роль в развитии мореходства в Восточном океане: "По пространству Авачинской губы с побочными ее заливами может в ней стоять на якорях спокойно многочисленный флот. Жаль, что эта превосходная, от натуры устроенная гавань находится в таких отдаленных морях, где нет российского флоту, и чрез то остается без пользы. Но может статься со временем будет она важнейшею и нужною пристанью, когда купечество наше обратит внимание на выгоды торговли с Китаем, Япониею и прочими ост–индскими селениями и распространит мореплавание по здешним морям. Тогда Авачинская губа будет главным сборищем судов, отправляемых как за промыслами на острова и в Америку, так и для торгу в Ост–Индию, ибо на здешних морях по всем берегам, принадлежащим России, нет удобнее и безопаснее сего места для пристани судам. Почему и магазейны для складки товаров должны построены быть здесь.
Что касается до произведений, которые могут с нашей стороны отправляемы быть для торгу в Китай и Японию, то одни здешние без тех, кои находятся внутрь России, весьма достаточны, как‑то: морские бобры и коты, выдры, лисицы, песцы и белки, а сверх того моржовые зубы. Важнейший же торг может быть китовым жиром и усами, если только учредить нарочные промыслы китов, которых здесь чрезвычайное множество. Наконец, изобилие рыбы в Камчатке может обращено быть также в немалую пользу сей торговли, ежели заготовлять рыбу надлежащим образом и отправлять ее соленую и сушеную.
Сверх всех выгод, произойти могущих от сей торговли, если б еще размножены были колонии в Камчатке, распространено хлебопашество, расположен скот и учреждены разные фабрики, то со временем страна сия сделалась бы страною изобилия, богатства и счастия. Климат здесь умеренный, земля плодородна и с избытком произращает все нужное для жизни. Хлебопашество уже несколько лет производится с успехом по реке Камчатке, в Верхнем остроге и в населенной русскими мужиками Ключевской деревне, которые живут счастливо. Но как их весьма немного, то и польза, доставляемая ими, не чувствительна" [13, с. 129–130].
9 мая 1790 г. после зимовки "Слава России" вышла из Петропавловского порта на восток к берегам Северной Америки и в начале июля подошла к о. Уналашка Алеутской гряды, где по заданию И. Биллингса Г. А. Сарычев и сержант геодезии А. Гилев произвели опись бухт, наиболее удобных для якорных стоянок. Сарычевым была сделана опись Бобровой губы. Затем вместе с натуралистом экспедиции доктором Карлом Генрихом Мерком Г. А. Сарычев прошел через остров к Капитанской гавани, названной им в честь капитан–лейтенанта М. Д. Левашова, первого из российских военных моряков, зимовавшего здесь в 1768–1769 гг. нагукоре "Св. Павел". Сарычев обошел на трехместной алеутской байдаре всю Капитанскую гавань и положил ее на карту. Он вспоминал позже: "День был самый прекрасный, погода тихая и приятная, и я смело пустился в море на такой маленькой лодке, коей длина была 23, ширина полтора, глубина три четверти фута. Вся она вокруг обтянута сивучьими кожами, оставлены только для трех человек три отверстия: одно в передней части, другое в задней, а третье на середине. В первых двух сидели алеуты, а я в последнем. Со мною поехали еще четверо алеутов на одноместных байдарках. Одному из них дал я лот, чтоб мерил, когда велю, глубину воды. Компас взял я себе для определения румбов с байдары, а где можно было, выходил я на берег и брал пеленги. Таким образом в один день довольно справно описал я всю Капитанскую гавань, или губу" [13, с 141].
Уделил Сарычев внимания и описанию быта алеутов, их жилищ, одежды и орудий промысла. Вот для примера описание поделок алеуток: "Внутри юрты, по сторонам ее, живут алеуты семьями, одна подле другой, в нарочно сделанных отделениях, где травяные рогожи постланы вместо постелей. Всякая женщина в своем отделении занимается рукодельем, которое состоит в плетении травяных ковров, мешочков и корзинок. Работу сию делают они с отменным искусством и чрезвычайно хитро. Траву выбирают для того самую чистую и длинную, которая, будучи высушена, получает палевый цвет. На тонкие изделья траву разрезывают вдоль надвое ногтем и для сего у каждой такой мастерицы на указательном персте ноготь отращен и завострен, как ножик. Оным не только траву, но и жилы морских зверей разделяет она на тонкие волокны, из коих сучит одними пальцами без всяких орудий самые тонкие, ровные и чистые нитки, употребляемые для шитья платья и обуви. Иголки у них костяные без ушков и нитки к ним привязываются. Когда же достанут у русских железную иглу, то всегда обламывают у нее ушки и вместо их, обтачивая тупой конец на камне, делают зарубку, чтоб можно было привязывать иглу.
Собственные их иголки бывают из костей чаичьих ног, разной величины, толще и тоне, смотря по шитью. Самые тонкие употребляют для вышивания узоров, вырабатываемых с таким искусством и хитростию, что ни одна европейская золотошвейка не в состоянии сравниться с ними" [13, с. 138].
Следующим объектом описи, проведенной экспедицией, стал о. Кадьяк, где на берегу бухты Трех Святителей располагался первый российский поселок, основанный в 1784 г. купцом Г. И. Шелиховым, а также залив Ляхик в гавани Трех Святителей. Экспедиция в районе губы Нука подошла вплотную к американскому берегу и проследовала на юг. 13 июля "Слава России" вошла в Чугацкий залив у побережья Северной Америки (ныне залив Принца Вильяма) и стала близ американского берега у о. Цукли (ныне о. Монтэгю), где И. Биллингс, согласно ранее данному указу Екатерины II, стал капитаном 1-го ранга. Из‑за недостатка провизии начальник экспедиции принял решение возвращаться в Петропавловский порт, куда "Слава России" благополучно прибыла 13 октября 1790 г. Вода на судне почти вся была израсходована. Если бы противные ветры задержали судно еще суток двое, то положение экспедиции было бы самое тяжелое. Поэтому когда с берега привезли свежую воду, то все бросились утолять жажду. Сарычев даже отметил, что "тогда казалось, что мы во всю нашу жизнь не пивали никогда вкуснее сего напитку" [13, с. 167].
При нахождении в Авачинской губе Г. А. Сарычев внимательно наблюдал и изучал приливоотливные явления. Вот еще одно любопытное его наблюдение: "Во время стоянки нашего в устье Авачинской губы примечено при началах прилива и отлива моря два разных течения: одно верхнее, глубиною от поверхности моря на сажень или несколько более идущее с приливом или отливом; другое нижнее, под слоем первого течения, стремящееся совсем в противную сторону.
Таковое же действие моря примечено было нами и прежде во время тишины близ американского берега у острова Цукли, на глубине 60 сажен. Опущенный на дно лотлинь изгибался по направлению течения в разные стороны, и привязанные к лотлиню марки из флагдуху, означающие сажени, верхние обращены были по направлению верхнего течения, а нижние влекомы были совсем в противоположную сторону исподним течением". Сарычев дает и объяснения этим явлениям:
"Причины примеченного нами течения полагать должно от прилива и отлива океана. Ибо заметил я, что при окончании отлива вода во всю глубину свою стремилась в одну сторону и при начале прилива, когда вода должна была обращаться на прилив, следуя движению Луны, тогда поверхность моря, подлежащая большому ее действию, прежде переменяла свое направление и стремилась на прилив, между тем как внизу или в глубине она следовала еще прежнему своему направлению. Отчего и происходило два течения: верхнее и нижнее" [13, с. 225]. Эти рассуждения Сарычева о влиянии приливов на создание верхнего и нижнего течения во время смены приливных течений являются, видимо, первыми в океанографии.
На следующий год "Слава России" покинула Петропавловский порт 19 мая. Командовал судном И. Биллингс, его помощником был Г. А. Сарычев. Ранее были назначены места встречи сР. Галлом, который должен был вместе с X. Т. Берингом после окончания строительства и оснащения вновь построенного в Нижнекамчатске катера "Черный орел" соединиться со "Славой России". Зайти в Нижнекамчатск помешали противные ветры. Тогда Биллингс направился ко второму намеченному месту встречи - ко. Беринга, но и там "Черного орла" не оказалось.