Изучение арктических морей с первых дней советской власти было подчинено практическим задачам мореплавания. Основным препятствием как для плавания к устьям сибирских рек, так и для сквозного плавания из Атлантического океан в Тихий были морские льды. Они держатся круглый год, лишь летом некоторые акватории свободны от льда или покрыты разреженным льдом. Под влиянием солнечной радиации и вод, выносимых весной сибирскими реками, льды тают. Но кроме этого лед приносится с севера или выносится на север.

Все моря трассы Северного морского пути — Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское — являются не морями в полном смысле этого слова, а лишь заливами Северного Ледовитого океана. «Все они, — писал Зубов, — широко открыты на север, и нет препятствий для того, чтобы льды, образовавшиеся в этих морях, выносило в Арктический бассейн и, наоборот, чтобы льды Арктического бассейна вносило в эти моря».

После того как в общих чертах окраинные арктические моря были изучены, исследователи все чаще и чаще ставили вопрос об изучении высоких широт Арктики. Кроме того, в период освоения трассы Северного морского пути, особенно после похода ледокольного парохода «Сибиряков», который в 1932 году обогнул Северную Землю, снова возродилась надежда освоить пролегающую вдали от берегов Сибири и севернее островов высокоширотную трассу, где условия для плавания судов более благоприятны. Еще в 1820–1824 годах участниками экспедиции Анжу во время их походов в зимнее время по припайным льдам в районе Новосибирских островов была обнаружена обширная полынья между ледяным припаем и дрейфующим льдом. Такая полынья была обнаружена затем и в других местах Северного Ледовитого океана.

И вот ряд исследователей, в их числе и Н. Н. Зубов, обобщив материалы ледовых наблюдений, пришли к выводу о наличии в высоких широтах Арктики сплошной заприпайной полыньи, протягивающейся от Гренландского моря до Берингова пролива. Образуется эта полынья зимой, когда в прибрежной зоне устанавливается неподвижный лед — припай, а мористее лед дрейфует. В это время года ветры от южной половины горизонта отжимают дрейфующий лед от припая и образуется заприпайная полынья; в ней формируется новый лед. Сейчас мы знаем, что хотя эта полынья и играет важную роль в формировании ледового и гидрологического режима Северного Ледовитого океана, но существует она лишь до взлома припая в июне—июле.

Тогда, в начале тридцатых годов, считали, что эта полынья существует и летом ее можно использовать для плавания судов.

7 августа 1933 года в Арктическом институте в Ленинграде состоялось специальное совещание по вопросу использования Великой северной полыньи для мореплавания. Вызвано это совещание было тем, что капитан экспедиционного судна «Книпович» С. В. Попов после возвращения судна из плавания вокруг Земли Франца-Иосифа в навигацию 1932 года подал в правительственные органы докладную записку, в которой утверждал, что выгоднее плавать не вдоль берегов Сибири, а по высокоширотной трассе.

Николай Николаевич Зубов был горячим сторонником существования Великой сибирской полыньи, но, в отличие от Попова, он на совещании предлагал воспользоваться высокоширотной трассой как запасным вариантом. Он говорил тогда:

«Необходимо использовать наши знания о Великой северной полынье и, может быть, подвести под все это большее научное обоснование, но рекомендовать ею пользоваться, рекомендовать плавать обязательно Великой северной полыньей ни в коем случае нельзя… Это только определенный вариант. Зачем идти Великой северной полыньей и огибать Землю Франца-Иосифа, когда можно идти другим путем».

Совещание нашло, что предложение капитана Попова заслуживает внимания, но, прежде чем осуществлять практическое плавание, необходимо изучить высокие широты с помощью судов, самолетов и дирижаблей. Это обсуждение послужило толчком к подготовке специальной высокоширотной экспедиции на ледокольном пароходе «Садко» в лето 1935 года.

Начальником экспедиции был назначен Г. А. Ушаков, а его заместителем по научной части — Н. Н. Зубов. Зубов к этому времени стал признанным авторитетом в исследовании высоких широт и крупным специалистом по арктическим льдам.

На борту «Садко» в составе экспедиции пошли известные впоследствии мореведы и геофизики: Вс. А. Березкин, В. Г. Богоров, Г. П. Горбунов, А. Ф. Лактионов, Вл. А. Березкин, М. М. Ермолаев, Н. Н. Евгенов, И. Г. Факидов, А. И. Дубравин, Л. Л. Балакшин, И. Д. Жонголович. Капитаном судна был назначен Н. М. Николаев, который в 1934 году провел ледорез «Литке» по Северному морскому пути с востока на запад в одну навигацию. На борт были взяты два небольших самолета. Один из лучших полярных пилотов того времени — М. С. Бабушкин — возглавлял авиационную группу. В соответствии со своими воззрениями Зубов предложил начать высокоширотный рейс с Гренландского моря. Теплое Северо-Атлантическое течение, являющееся продолжением Гольфстрима, обусловливает благоприятную ледовую обстановку в районе Шпицбергена. Оттуда и следовало начать движение в высоких широтах, как бы на гребне тепловой волны.

В середине июля «Садко» выполнил гидрологический разрез через теплый поток вод к западу от Шпицбергена, дойдя по чистой воде до 8° з.д. Оказалось, что Северо-Атлантическое течение в 1935 году имело более теплую воду, чем в предыдущем году. Это подтвердило факт развития процесса «потепления Арктикики», отмеченного Визе, Зубовым и другими исследователями.

Дойдя до кромки льда, «Садко» повернул вдоль нее к северу. На протяжении 100 миль Зубов наблюдал поток мощных многолетних льдов, выносимых холодным Восточно-Гренландским течением из Арктического бассейна. Дойдя до 78-й параллели, «Садко» снова пересек Северо-Атлантический поток и повернул по направлению к Шпицбергену. Глубоководные станции выполнялись через каждые тридцать миль. Впервые так подробно были изучены теплые атлантические воды и западная периферия холодных полярных вод. Гидробиологи собрали богатый улов морских организмов. На пути были и штормовые дни, и периоды великолепной погоды. Работа людей на палубе в полярных морях — это тяжелый труд на ветру и в сырости. Но экипаж и ученые работали по восемнадцать—двадцать часов в сутки. И хотя для научного руководителя экспедиции это был не первый рейс в высокие широты, он, как и в молодые годы, был полон энтузиазма и неиссякаемой энергии.

Каждый вновь добытый факт он воспринимал, как шаг вперед к прекрасной истине.

22 июля «Садко» прошел через обширный залив Западного Шпицбергена Исфьорд к советскому поселку Баренцбург, где шахтеры добывают каменный уголь, — надо было пополнить опустевшие бункеры судна перед сложным и ответственным походом вокруг Шпицбергена. Здесь же были выгружены на воду гидросамолеты и летчики Бабушкин и Власов испытали свои машины.

«Садко» загрузился углем до отказа, так что ватерлиния ушла глубоко под воду. Судно с углем встретит «Садко» только в Русской Гавани, на Новой Земле. 29 июля 1935 года «Садко» покинул Баренцбург, и по пути на север с его борта были выполнены океанографические станции в свободной от льдов северной части Гренландского моря. Здесь, к западу от Шпицбергена, судно выходило на глубины 3000 метров. Образцы донного грунта, принесенные специальным дночерпателем, кроме обычного для таких глубин тонкого ила, содержали валуны и двустворчатые раковины. Геологи экспедиции определили, что такие минералы в валунах и раковины обычно встречаются у берегов Сибири. Значит, они принесены оттуда вместе со льдами. В теплых водах Гренландского моря лед тает, а инородные включения падают на дно. Это был еще один факт, свидетельствующий о трансарктическом дрейфе льдов от берегов Сибири в Гренландское море. Сейчас это явление очевидно для школьников, но ведь чтобы оно стало «очевидным», надо было собирать такие вот отдельные детали. Ибо в науке, как правило, открытия возникают не сразу, а из обобщения и анализа суммы фактов.

К северу от Шпицбергена в районе Семи островов «Садко» встретил льды. Зубов отметил, что ледяные поля испещрены проталинами и ручьями, на поверхности и с боков льдины покрыты буро-коричневымн пятнами — это были скопления мельчайших водорослей, цветущих под лучами незаходящего солнца. Несмотря иа большую разрушенность, многолетний лед был еще достаточно прочен. Что в таких случаях делали прежние экспедиции? Капитан обычно поворачивал назад. Но в данном случае научный руководитель поставил вопрос об авиаразведке. Летчики рвались в воздух. На полынью спустили гидросамолет, и пилот Бабушкин вместе с капитаном Николаевым взлетели. После часового полета самолет благополучно вернулся.