Во время зимовки еще более остро обострился конфликт между педантом и служакой командиром судна Н. Коломейцевым, требующим от подчиненных субординации и строгого выполнения распорядка дня, и демократом начальником экспедиции бароном Э. Толлем, который со всеми участниками экспедиции оставался в добрых, без субординации отношениях и для которого главным было выполнение научных исследований. А. Колчак пытался занимать между ними промежуточное положение, вызывая недовольство Н. Коломейцева и похвалу Э. Толля. Толль отмечал в своем дневнике: «Колчак не только лучший офицер, но он также любовно предан своей гидрологии Научная работа выполнялась им с большой энергией, несмотря на трудность соединить обязанности морского офицера с деятельностью ученого». Лейтенант Ф. Матисен придерживался взглядов Н. Коломейцева, но не высказывался по этому поводу вслух.
По положению начальник экспедиции был главнее командира шхуны, поэтому три раза Э. Толль посылал Н. Коломейцева с казаком-каюром Степаном Расторгуевым в сильную пургу и мороз, при нехватке провизии для людей и собак, на поиски устья реки Таймыры, а также в порт Диксон и Гольчиху с почтой, чтобы отделаться от него. Н. Коломейцев, будучи офицером, не смел нарушить приказ Э. Толля. Два раза он возвращался из-за невозможности продолжать движение, вызывая недовольство Толля. Только поход, начавшийся 5 апреля 1921 года, оказался успешным. Отпраздновав Пасху на судне, Н. Коломейцев и С. Расторгуев выступили в поход на собаках более длинным путем, который Н. Коломейцев считал, в противоположность мнению Э. Толля, более надежным. В результате, пройдя 768 верст за 40 суток, путешественники достигли Дудинки, а 14 мая 1901 года прибыли в Гольчиху, передав там почту экспедиции. Устья реки Таймыры Н. Коломейцев в темноте полярной ночи так и не нашел, однако в этом походе им была открыта другая река, названная потом его именем.
После убытия Н. Коломейцева в поход командиром шхуны стал Ф. Матисен.
Переход Н. Коломейцева в Гольчиху имел большое значение и с чисто научной точки зрения: по пути велась маршрутная съемка, позволившая существенно исправить карту Таймырского полуострова. При этом до мыса Стерлегова Н. Коломейцева и С. Расторгуева провожали зоолог А. А. Бялыницкий-Бируля и каюр-матрос П. Стрижёв, выполнившие около 500 км маршрутной съемки, определившие девять астрономических пунктов и вернувшиеся через два месяца (!) на судно с богатым научным материалом, собрав большую коллекцию позвоночных.
6 апреля на мыс Челюскин для съемок Таймырского полуострова поехали на санях Э. Толль и А. Колчак. В первые дни в санном походе вместе с учеными участвовали матросы Т. Носов и В. Железников: первый был каюром у Толля, второй у Колчака. Из-за нехватки собак все четверо исследователей часто сами впрягались в собачьи упряжки, в остальное время матросы шли справа от нарт, ученые слева. Через несколько дней каюров отправили обратно на «Зарю» с одними нартами, и, оставив при себе консервов и других продуктов из расчета на 30 дней, Э. Толль и А. Колчак продолжили поход. Преодолев большие расстояния, 9 мая Толль записал в своем дневнике, что питания для собак осталось на три дня, а для людей на пять-шесть дней.
17 мая путники достигли мыса Миддендорфа и двинулись к Таймырскому проливу, к месту стоянки «Зари».
18 мая в 7 часов утра исследователи еле дошли до базы. Поход закончилась через 41 день после их ухода с базы. По итогам похода учеными были составлены кроки будущей карты Таймырского пролива с частью Берега Харитона Лаптева. Было установлено, что имеющиеся карты требуют существенной доработки, также была уточнена полученная от Ф. Нансена карта-набросок окрестностей полуострова Таймыр, выполненная норвежцами по время плавания на шхуне «Фрам».
В 1901 году «за обстоятельное обследование географических объектов и морских вод в районе Карского моря» Э. Толль в благодарность за совместно перенесенные тяготы и риск увековечил имя А. В. Колчака, назвав его именем один из открытых экспедицией островов в Таймырском заливе.
В начале августа 1901 года Э. Толль в компании астронома и магнитолога Ф. Г. Зееберга и нескольких матросов отправился в поход на каяке. Эта экспедиция длилась более месяца, и в ходе нее Э. Толль обнаружил устье реки Таймыры в 100 километрах к северу относительно положения, указанного на карте.
На «Заре» с началом таяния и движения льдов были разведены пары в котлах двигателей, однако отойти от острова Нансена ледовая обстановка дала возможность лишь 17 августа.
19 августа «Заря» пересекла долготу мыса Челюскин. А. Колчак, взяв с собой инструмент для определения широты и долготы, и Э. Толль на байдарке добрались до мыса, затем за ними последовали и остальные участники экспедиции. На берегу А. Колчак сделал измерения, организовал сооружение большого гурия (каменной кладки) на северо-западной части мыса (который по непонятной причине в 1918 году разобрал Р. Амундсен, но в 1972 году его восстановили под руководством советского гидрографа В. А. Троицкого). А. Колчак и Ф. Зееберг провели астрономические, магнитные и гидрологические исследования, осмотрели несколько стамух (термин был введен А. Колчаком), изучили ледяной покров близ берега.
Вернувшись на шхуну, экспедиция продолжила движение, и, пройдя мыс Челюскин, «Заря» вышла в не изведанные ранее никем воды, так как пути экспедиций Норденшельда и Нансена проходили существенно южнее. По распоряжению Э. Толля шхуна взяла курс непосредственно к предполагаемому месту нахождения Земли Санникова, которую будто бы он видел в предыдущие экспедиции. Однако приблизительно на широте 77° 20, около острова Котельный, шхуне преградили путь сплошные льды. Так как видимость была нулевой и поиски Земли Санникова в таких условиях были бессмысленными, то Э. Толль распорядился двигаться к острову Беннетта. Около этого острова он планировал организовать вторую зимовку, чтобы в следующем году снова отправиться на поиски Земли Санникова.
30 августа после сильнейшего шторма «Заря» подошла к острову Беннетта, который на 12 миль вокруг был окружен мощными льдами толщиной до 4 метров, поэтому Э. Толль приказал возвращаться к острову Котельному.
3 сентября шхуна вошла в Нерпичью бухту у западного берега острова Котельный и 5 сентября с трудом пробилась к месту стоянки в маленькой гавани в лагуне Нерпалах, защищенной отмелью ото льдов.
С началом морозов и образования льда «Заря» была превращена в геофизическую и метеорологическую станцию.
21 декабря 1901 года во время своего дежурства на метеостанции умер доктор Г. Э. Вальтер от расстройства сердечной деятельности, связанной с перенесенным на прошлой зимовке суставным ревматизмом.
15 января 1902 года вместе с завершившим свои сухопутные работы на Новосибирских островах геологом К. А. Воллосовичем до первого жилья на побережье поехал и сам Э. Толль для получения на Большой земле почты.
29 марта (то есть через два месяца) руководитель экспедиции Э. Толль вернулся на «Зарю», где ему сообщили, что в начале февраля была получена телеграмма президента Академии наук с указанием: экспедиции ограничиться исследованием Новосибирских островов и закончить плавание в устье реки Лены.
19 апреля вернулся с поисков Земли Санникова Ф. Матисен, доложивший, что встретил на своем пути большую полынью, преградившую ему путь.
Боцманом на шхуне был известный полярный путешественник Никифор Бегичев. Во время отсутствия Ф. Матисена командование шхуной перешло к А. Колчаку, человеку вспыльчивому от природы. В этот период произошел его конфликт с боцманом по надуманной причине. Однако после извинений А. Колчака они настолько сдружились, что позже Н. Бегичев стал свидетелем на свадьбе А. Колчака, а затем отправился вместе с ним на фронт в Порт-Артур.
В первых числах мая А. Колчак и П. Стрижёв ездили на Бельковский остров, перейдя 30-километровый пролив Зари. А. Колчак объехал остров, произвел его съемку и положил его на карту, выполнив серию астрономических измерений.
К югу от Бельковского острова А. Колчак открыл небольшой скалистый остров и назвал его в честь своего каюра П. Стрижёва.
Вечером 23 мая Э. Толль, астроном Ф. Зееберг и двое местных жителей, эвен Николай Протодьяконов (по прозвищу Омук) и якут Василий Горохов (по прозвищу Чичак), покинули место зимовки на трех нартах, взяв с собой запас продовольствия чуть больше чем на два месяца. Э. Толль собирался исследовать остров Беннетта, до этого посещенный лишь экспедицией Де Лонга в 1879 году, и произвести рекогносцировку с целью обнаружения неизвестной земли. После окончания работ на острове полярников должна была подобрать «Заря».
Перед отъездом Э. Толль оставил Ф. Матисену подробную инструкцию, а также пакет с надписью: «Вскрыть, если экспедиция лишится своего корабля и без меня начнет обратный путь на материк, или в случае моей смерти». В пакете находилось письмо на имя Ф. Матисена с передачей ему всех прав начальника экспедиции и изложение предусмотрительно взвешенных мер, которые должен был принять командир, чтобы спасти если не его самого, то состав экспедиции. «Предел времени, когда вы можете отказаться от дальнейших стараний снять меня с острова Беннетта, определяется тем моментом, когда на Заре будет израсходован весь запас топлива для машины до 15 тонн угля». После этого следовало через материк доставить в Петербург собранные коллекции и немедленно начать организацию новой экспедиции. Сам Э. Толль надеялся самостоятельно добраться до Новосибирских островов, а затем к устью реки Лены.
5 июня 1902 года, передав руководство экспедицией лейтенанту Ф. А. Матисену, неутомимый Э. Толль вместе со своими спутниками отправился на собачьих упряжках к острову Беннетта
После убытия Э. Толля, 1 июля 1902 года, шхуна «Заря», вырвавшись из льдов при помощи взрывов, вышла на внешний рейд. Однако она тут же была затерта льдами, которые стали уносить ее на северо-восток. Данный дрейф закончился только через месяц 3 августа.
8 августа, проведя необходимые судовые работы, «Заря» отправилась в направлении острова Беннетта. Однако в навигацию 1902 года ледовая обстановка оказалась еще сложнее, чем в предыдущем году: к северо-западным и северным берегам островов Котельный, Фаддеевский и Новая Сибирь были прижаты массы льда. В результате дойти морем до острова Беннетта надежды было мало, поэтому решили дойти хотя бы до острова Новая Сибирь, чтобы снять там партию зоолога А. Бирули.
Попытки достичь острова Беннетта оказались безуспешными, поэтому, когда 23 августа на «Заре» оставалась минимальная норма угля, о которой говорил в своей инструкции Толль (8 тонн), Ф. Матисен отказался от снятия группы А. Бирули с острова Новая Сибирь и решил следовать в бухту Тикси.
25 августа искалеченная льдами «Заря», перед этим все же безуспешно попытавшаяся снять группу А. Бирули, еле дошла до устья Лены, вошла в залив Буор-Хая и подошла к берегу в бухте Тикси, где осталась навечно. Оборудование и коллекции со шхуны были перегружены на транспорт «Лена», который вместе с Ф. Матисеном и А. Колчаком 30 сентября пришел в Якутск.
В начале декабря 1902 года Ф. Матисен и А. Колчак добрались до Санкт-Петербурга, где доложили о случившемся.
Партия А. Бирули, не дождавшись в конце лета 1902 года прихода «Зари», соорудила на западном берегу острова Новая Сибирь пригодную для зимовки поварню (избу) и в ноябре 1902 года, когда лед окончательно встал, совершила благополучный переход с острова на материк, прибыв в селение Казачье в начале декабря 1902 года.
Спасательная экспедиция под руководством А. В. Колчака (1903)
В 1903 году Императорская академия наук для выяснения судьбы пропавших без вести членов группы Э. В. Толля организовала конно-санную морскую спасательную экспедицию, поручив ее руководство лейтенанту А. В. Колчаку (Ф. А. Матисен отказался участвовать в данной экспедиции). Экспедиция, в состав которой, помимо других участников, вошел и друг А. Колчака Никифор Бегичев, началась 5 мая 1903 года из селения Казачье, расположенного в 425 км от побережья моря Лаптевых.
А. В. Колчак только 4 августа достиг острова Беннетта, нашел там лагерь Э. Толля и его записку, адресованную президенту Академии наук и содержавшую краткий отчет о проделанной на острове работе, которая заканчивалась словами: «Отправляемся сегодня на юг. Провизии имеем на 1420 дней. Все здоровы. 26 октября 1902 г.». Из записки следовало, что Э. Толль достиг острова 21 июля 1902 года и, следовательно, до 26 октября в течение четырех месяцев занимался изучением острова. Однако А. Колчак не обнаружил на острове запасов продовольствия для зимовки, из чего он сделал вывод, что Э. Толль слишком понадеялся на приход «Зари» для его снятия. В результате, не дождавшись прихода «Зари» и не имея запасов продовольствия, Э. Толль решил идти на материк.
7 августа вельбот с экспедицией А. Колчака отошел от берегов острова Беннетта. А. Колчак взял с собой документы и небольшую часть геологических коллекций, оставленных бароном Э. Толлем при уходе с острова.
Экспедиция А. Колчака на обратном пути обследовала еще и все острова Новосибирской группы, однако следов группы Э. Толля так нигде и не обнаружила. По-видимому, его группа погибла во время перехода по льду с острова Беннетта на остров Новая Сибирь.
Семимесячная поисковая экспедиция со сложнейшим 90-дневным морским санно-шлюпочным походом была завершена 1 декабря 1903 года возвращением в Казачье, где неожиданно для А. Колчака его уже ожидала невеста Софья Федоровна Омирова. Помимо решения сугубо спасательных задач, экспедиция провела также большую исследовательскую работу: были открыты и описаны неизвестные до того географические объекты, уточнены очертания линии берегов, внесены уточнения в характеристики льдообразования. Руководитель экспедиции, лейтенант Императорского флота А. В. Колчак, по итогам экспедиции стал четвертым (после Ф. Нансена, Н. Норденшельда и Н. Д. Юргенса) полярным путешественником, награжденным большой Константиновской золотой медалью Русского географического общества.
В протоколе Академии наук от 5 декабря 1904 года было сказано: «Академическая комиссия пришла к убеждению, что всех членов партии Толля нужно считать погибшими».
По результатам работ экспедиции Э. Толля была составлена геологическая карта полуострова Таймыр, острова Котельный. Был также составлен краткий физико-географический и биологический очерк северного побережья Сибири. Значительные результаты были достигнуты также в описании побережья и промерах глубин, которые ученые делали на всем пути экспедиции, так как предыдущие экспедиции под руководством Нансена и Норденшельда систематических съемок и промеров глубин не вели. Кроме этого, группа Э. Толля ценой жизни ее участников обследовала не изученный ранее остров Беннетта, собрав геологическую коллекцию.
Используя материалы экспедиции, А. Колчак подготовил монографию «Лед Карского и Сибирского морей», состоящую из более чем 170 страниц с приложением 11 таблиц и 24 фотографий разных форм льда. А. Колчак также предложил схему движения льдов в Северном Ледовитом океане.
Продолжение работ Экспедиции Северного Ледовитого океана
в 19021904 годах
В 19021904 годах Экспедиция Северного Ледовитого океана продолжила свою работу уже под руководством капитана 2-го ранга Александра Ивановича Варнека (19021903 годы, выпускник Морского корпуса 1878 года), а затем полковника Корпуса флотских штурманов Федора Кирилловича Дриженко (1903 и 1904 годы, выпускник Морского корпуса 1878 года). В результате работ на тех же гидрографических судах «Пахтусов», «Лейтенант Скуратов» и «Лейтенант Овцин» были обследованы все три пролива между Баренцевым и Карским морями (Маточкин Шар, Карские Ворота и Югорский Шар), описана значительная часть берега Карского моря и устье реки Енисей. Карское море было оборудовано первыми знаками навигационного ограждения. Однако в 1904 году в связи с началом Русско-японской войны деятельность экспедиции была приостановлена.