Макаров блестяще справился с возложенной на него задачей. Строители, не испытывая ни в чем нужды, сооружали железную дорогу с молниеносной быстротой.

Изыскивая и другие пути сообщения для транспортировки грузов в армию, Скобелев поручает Макарову произвести обследование мелководной извилистой реки Атрек, впадающей в Каспийское море и граничащей в нижнем течении с Персией. Никогда не проходила еще по Атреку ни одна лодка. Взяв паровой катер и два «киржама», то есть две плоскодонных лодки самой легкой постройки, Макаров двинулся в путь. Река оказывается местами настолько мелководной, что тяжелый катер приходится волочить по дну, поставив его на полозья из двух досок. Много затруднений причинял и растущий по обоим берегам прибрежный кустарник, стлавшийся чад рекой и до того густой, что иногда случалось пробираться сквозь сплошные заросли.

Макаров прошел вверх по течению около трехсот верст, одолев реку до местечка Гудры. Он дал подробное естественно-историческое описание реки и высказал много впоследствии оправдавшихся соображений о прошлом этой реки и ее происхождении. Он установил также и транспортные возможности реки и опроверг существовавшее убеждение о ее непроходимости в течение всего года. По мнению Макарова, зимою и весною по Атреку могут беспрепятственно плавать груженые лодки.

Несмотря на трудность перехода и крайне неблагоприятные климатические и местные условия, больных среди сопровождавших Макарова матросов не было.

Во время похода Макаров обнаружил на Атреке обильные источники нефти. В связи с этим открытием его занимала мысль о переходе на нефтяное отопление судов военного флота. Эта мысль не переставала интересовать Макарова до конца его дней.

Вернувшись из атрекского похода, Макаров застал приказ о назначении его начальником морской части при войсках, действующих в Закаспийском крае. Помимо обязанностей начальника морской части, на Макарова было возложено общее наблюдение за перевозкой всех грузов, прибывающих из Астрахани. Немного позже он был назначен начальником гарнизона в Красноводске и затем, после отъезда генерал-губернатора Анненкова, Макарову было поручено также решение всех дел по управлению Закаспийским военным отделом.

По своей инициативе Макаров оборудовал в Петровске и в форте Александровске нефтяные базы.

12 января 1881 года после ожесточенной обороны последний оплот текинцев — крепость и город Геок-Тепе были взяты штурмом. Этим закончился процесс присоединения Средней Азия к Российской империи.

Скобелев уехал, Макарову пришлось еще задержаться на Каспии, эвакуируя войска, а также перевозя больных и раненых. Ко дню его отъезда Красноводская железная дорога была проложена уже на 117 километров, работы продолжались чрезвычайно быстро, и вскоре путь достиг Кизыл-Арвата, расположенного в 224 километрах от моря. Перед отъездом в Петербург Макаров представил командующему войсками Каспийского военного округа подробный проект реорганизации всей морской части в Закаспийском крае.

Участие Макарова в Ахал-Текинской экспедиции не было значительным событием в его жизни, но и здесь проявились характерные для него качества: инициатива, изобретательность, пытливая наблюдательность, блестящие организаторские способности и умение в любом новом для него деле находить то, что надо улучшить, исправить, изменить.

Полный новых впечатлений и идей, приехал Макаров в середине 1881 года в Петербург. Необходимо было покончить с делами и отчетами Ахал-Текинской экспедиции, а затем приступить к разработке проекта миноносца. Но Макарова отрывают от намеченной работы и посылают снова на Черное море, в столицу Турецкой империи командиром стационара «Тамань», находящегося в распоряжении русского посольства в Константинополе [37]. Это полудипломатическое назначение Макарова было предпринято не без цели. В закончившейся войне «Константин» и его команда были грозой для турецкого флота. Поэтому назначение Макарова рассматривалось в Константинополе как еще одно подтверждение курса «твердой политики» по отношению к Турции со стороны царской дипломатии. Должность командира стационара, хотя и не требующая особенного напряжения ума и энергии, считалась в те времена почетной, завидной. У Макарова появилась теперь возможность отдохнуть от вечно напряженной обстановки, обычной на военном корабле.

Но бездеятельности Макаров не любил, и желания отдыхать, ничего не делая, у него никогда не было. Лучшим отдыхом для него было чередование одного занятия с другим. И он вскоре здесь, в Константинополе, нашел себе такое занятие. Стремление вносить во все, с чем он сталкивался в жизни, как в малое, так и в большое, точность и ясность, привычка не проходить равнодушно мимо любопытных, неразгаданных явлений — составляли характерные черты Макарова.

Пребывание в Босфоре явилось крупным событием в жизни Макарова, как ученого. Здесь он стал гидрологом, занявшись научно-исследовательской работой по изучению течений в проливе.

По словам академика М. А. Рыкачева [38]«сотни, быть может, тысячи моряков и интеллигентных людей всех наций проводили месяцы и годы в Константинополе, а механизм течений Босфора оставался неизвестным. Существовали одни догадки, а Степан Осипович в короткое время своего командования «Таманью» представил вполне точную и несомненную, весьма поучительную картину всего, что происходит в Босфоре, во всех его слоях».

Что же происходит в Босфоре? Безусловно, явления не совсем обычные. Еще в глубокой древности существовало поверье, что в Босфорском проливе, соединяющем Черное море с Мраморным, существует двойственное течение: на поверхности вода идет из Черного моря в Мраморное, на глубине же — в противоположном направлении. Что дало повод сделать подобное предположение — неизвестно, но одно несомненно, что поверье это возникло много столетий тому назад. Итальянский ученый Луиджи-Фернандо Марсильи (1658–1730) более двухсот лет тому назад, будучи в Константинополе, заинтересовался этим странным явлением и стал опрашивать местных рыбаков. Они подтвердили, что в проливе действительно существуют взаимно-противоположные течения, но доказать этого не могли. Удостовериться в существовании верхнего течения не представляло, разумеется, никакого труда, но как узнать, что течение существует и на глубине? Вот вопрос, оставшийся неразрешенным ни для Марсильи, ни для последующих ученых.

Как-то в разговоре с советником русского посольства в Константинополе Макаров впервые узнал и о загадочных течениях, и о попытках Марсильи разгадать их природу. Макаров не прошел безучастно мимо заинтересовавшего его явления. Его пытливость была возбуждена, и он взялся за разрешение нерешенной Марсильи задачи.

Он расспросил местных жителей, а затем и командиров иностранных стационаров, стоявших рядом с «Таманью» на Константинопольском рейде. Местные жители заявили, что ничего не знают, а командиры судов считали рассказы о нижнем течении Босфора легендами и сказками.

Тогда Макаров, раздобыв сочинение Марсильи, написанное на латинском языке и изданное в 1681 году, стал подробно его изучать.

От Марсильи Макаров перешел к книгам других авторов, также интересовавшихся и писавших о босфорском течении. К своему удивлению Макаров убедился, что среди исследователей царит полный разнобой мнений. Так, например, капитан английского флота Спратт, производивший основательную съемку Босфора и давший ряд его карт, категорически утверждал, что теория нижнего течения совершенно ошибочна, что такого течения не существует вовсе.

Мнение Спратта утвердилось в науке, и «подводным» течением в Босфоре перестали интересоваться. Но первые же сделанные Макаровым изыскания убедили его, что Спратт неправ. «Очевидность нижнего течения была поразительная, — писал Макаров, — ввиду того, что существование его многими не признается, мне казалось чрезвычайно интересным сделать такие наблюдения, опубликование которых могло бы положить конец сомнениям в действительности нижнего течения в Босфоре».