Примерно в то же время отчетливей обозначилась роль Новой Земли в качестве исходного рубежа Северного морского пути, в чем немалая роль принадлежала шведскому полярному исследователю Адольфу Эрику Норденшельду, который с улучшением ледовой обстановки в 1875–1876 годах совершил несколько плаваний в Карское море на деньги Сидорова, заинтересованного в развитии мореплавания на Севере. После первых же плаваний стала понятна роль новоземельских проливов для нормального развития Севморпути. Как отмечалось ранее, Норденшельд провел на Новой Земле целый ряд интересных наблюдений, в частности, отметив явное сходство ледниковых покровов Гренландии и Северного острова Новой Земли, не считая размеров.

Так или иначе, изучение архипелага продолжалось, хотя и не носило систематического характера.

Во время Первого Международного полярного года 1882–1883 годов в Малых Кармакулах действовала русская полярная станция под начальством лейтенанта Константина Петровича Андреева — в то время персонал таких станций практически во всех странах комплектовался из военных моряков, которым служба на берегу вдали от родных мест была достаточно знакома, как и производство необходимых наблюдений. Результаты наблюдений этой станции оказались крайне важными на будущее, поскольку характеризовали интенсивные атмосферные и другие природные процессы в зоне так называемого Арктического фронта на контакте различных воздушных масс воздуха из умеренного пояса и высоких широт. Однако выяснилось, что многие приборы просто неприспособлены для таких условий, показания которых то и дело «зашкаливало». В первую очередь это относилось к свирепому новоземельскому ветру — стоку (или встоку, названному так поморами, поскольку на побережье Баренцева моря он обычно задувал с востока), нередко создававшему проблемы с проведением наблюдений, особенно когда нельзя было покидать жилые помещения. Надо ли говорить, насколько это были важные данные в эпоху парусного мореплавания, даже если причины возникновения таких ветров до поры до времени оставались тайной Новой Земли за семью печатями — до ее разгадки оставалось всего полвека.

Эти результаты в окрестных водах были пополнены также наблюдениями на двух экспедиционных судах, дрейфовавших на юге Карского моря, — «Варна» и «Димфна». Тем самым впервые в этой части Арктики появилась возможность пространственного синоптического анализа, но, разумеется, лишь после окончания дрейфа, поскольку радио в то время еще не пришло в Арктику, и не только. С учетом дрейфа «Тегетгофа» выходило, что Новая Земля располагается между двумя различными системами дрейфа, течения которых направлялись в противоположных направлениях — в Карском море к югу, а в Баренцевом — к северо-востоку. Мозаика взаимосвязей в природной системе Новой Земли еще только начинала складываться в общую картину, но ее отдельные куски уже становились если не вполне понятными, то доступными для осмысления и, главное, для поисков причин, объяснявших природные особенности архипелага.

Во время Первого Международного полярного года произошло первое пересечение Южного острова, описанное в литературе, — ненцы подобные маршруты в связи с необходимостью (обычно в процессе охоты) совершали неоднократно. Врач с научной станции в Малых Кармакулах J1. Ф. Гриневецкий вместе с каюрами-ненцами на нескольких собачьих упряжках спустился на юг вплоть до полуострова Гусиная Земля, откуда, повернув в юго-восточном направлении, вышел на верховья реки Рогачева и, перевалив главный водораздел острова, в конце концов вышел к устью реки Савиной, где когда-то Пахтусов обнаружил поморский крест. Этот поход принес первые сведения о рельефе во внутренних районах Новой Земли, не описанных ни Крестининым, ни Свенске. Обладай Гриневецкий знаниями в области геологии, такой маршрут обогатил бы науку на десятилетия.

Тем временем ненецкое население на Новой Земле постепенно распространялось все далее к северу, продолжая вести в основном кочевой образ жизни, в связи с чем архангельская администрация продолжила в 1889 году пароходные рейсы вплоть до Поморской губы в устье реки Маточки. В связи с этим два года спустя шхуна «Бакан» под андреевским флагом провела необходимые работы между западным устьем Маточкина Шара и Малыми Кармакулами. В 1894 году было объявлено о создании становища в Поморской губе, которое посетил архангельский губернатор Александр Платонович Энгельгардт для ознакомления с условиями жизни на Новой Земле. В это же время у берегов Новой Земли, преимущественно у Южного острова, чаще стали появляться с демонстрационными целями наши крейсеры. В Петербурге вспомнили, что Новая Земля — это российская земля.

В 1887–1891 годах на Новой Земле несколько раз зимовал писатель Константин Дмитриевич Носилов, описавший свои поездки, условия жизни и быт новоземельских ненцев в книге «На Новой Земле», увидевшей свет в 1903 году. По жанру это нечто среднее между путевыми заметками и литературными очерками, ознаменовавшими вовлечение архипелага в литературную сферу деятельности. Во время своих зимовок Носилов провел метеорологические наблюдения, однако их результаты не публиковались.

По мере роста населения архипелага все острее вставал вопрос их обеспечения всем необходимым, в частности топливом (в первую очередь каменным углем). Для решения этой проблемы по запросу архангельского губернатора Академия наук в 1895 году отправила на Новую Землю отряд одного из ведущих специалистов Геологического комитета, будущего академика Феодосия Николаевича Чернышева для проведения необходимых разведок. Он обследовал участок Южного острова, примыкающий к Маточкину Шару вплоть до параллели устья реки Абросимова. Поскольку повсеместно он встречал породы, сформировавшиеся в морских условиях, Чернышев пришел к заключению об отсутствии перспектив на уголь в пределах обследованной территории. Другие его впечатления перекликаются с суждениями Бэра: «Глаз поражается почти полным отсутствием растительного слоя: везде мы встречали или скалистые выступы разнообразных пород, либо те же породы, раздробленные в острую щебенку; лед, снег и камень повсюду господствуют и придают ландшафту в высшей степени угрюмый характер» (1896, с. 23). Что касается прогноза развития природы Новой Земли в обозримом для геолога будущем, то он был сформулирован следующим образом: «Новая Земля подымается, идет нарастание глетчеров и фирновых полей, и если этот процесс достигнет известной стадии, то вся Новая Земля вновь окутается льдами и будет представлять ту же ледяную пустыню, какую мы видим к северу от Крестовой губы» (там же, с. 25). Отметим, что пересечение Южного острова от Малых Кармакул к устью реки Абросимова по заключению Чернышева прошло по сплошному пермскому полю слагающих пород.

1896 год на Новой Земле ознаменовался настоящим научным авралом в связи с наблюдениями полного солнечного затмения, когда на Малых Кармакулах базировалось несколько экспедиций — из Пулковской обсерватории во главе с академиками О. А. Баклундом и Б. Б. Голицыным, Казанского университета под руководством профессора Д. И. Дубяги. Поблизости на острове Большой Кармакульский расположился лагерь английской экспедиции. С учетом небольшой вероятности безоблачной погоды риск неудачи для всех участников этого беспримерного предприятия был очень велик, но тем не менее события развивались по самому успешному сценарию. С окончанием этих работ Голицын передал все метеорологические приборы в становище с условием продолжения метеонаблюдений. С тех пор, за исключением нескольких лет, наблюдения за погодой в Малых Кармакулах продолжались непрерывно — здесь получен самый продолжительный ряд наблюдений в Российской Арктике, что ставит здешнюю полярную станцию, действующую и поныне, в совершенно особое положение.

В 1890 году лейтенант Бухтеев на транспорте «Самоед» выполнил в связи с организацией становища в Белушьей губе необходимые гидрографические работы в этом заливе. На следующий год здесь было создано очередное становище на Новой Земле, третье по счету, тогда как Северный остров, посещаемый лишь отдельными промышленниками, оставался без постоянного населения.