Каждая гидрологическая станция сопровождалась измерением глубины океана в данной точке и взятием геологических образцов — проб грунта, подстилающего океанское дно. В месте высадки станции глубина океана составила, как мы уже писали, 4290 м, и более 10 лет она значилась на географических картах как глубина на Северном полюсе, и только в 1948 г. участниками дрейфующей станции «СП-2», возглавляемой М. М. Сомовым, измеренная глубина непосредственно в самой точке Северного полюса оказалась несколько меньшей — 4033 м. В начале дрейфа глубина под льдиной постепенно увеличивалась, наибольшая была зафиксирована на 88°41′ с. ш. и составила 4395 м. Затем началось постепенное повышение морского дна, и на 84° с. ш. было обнаружено поднятие дна до 2380 м. Важным достижением станции «СП-1» явилось подтверждение предположения Нансена о существовании подводного хребта между Гренландией и Шпицбергеном, так называемого «порога Нансена». Великий ученый конца XX и начала XX столетия Фритьоф Нансен, сопоставляя температуру и соленость вод Полярного бассейна и Гренландского моря, пришел к заключению, что между Шпицбергеном и Гренландией должен находиться подводный хребет высотою 1100-1500 м, и ему удалось обнаружить его к северо-западу от Шпицбергена, но неизвестно было, существует ли он со стороны Гренландии. Во время своего дрейфа вдоль восточных берегов Гренландии льдина «СП-1» пересекла поднятие дна с глубинами 1300-1400 м, и тем самым было доказано, что «порог Нансена» тянется до Гренландии. Полярниками станции «СП-1» во время дрейфа была снята с карты одна «загадочная земля». Исследователь Гренландии Питер Фрейхен нанес ее на карту в 1912 г., так как увидел ее к северо-востоку от Гренландии с высокого мыса Ригсдаген. Льдина с четырьмя советскими исследователями продрейфовала в этом месте, видимость была хорошей, и никакой земли они здесь не обнаружили ни визуально, ни по глубинам морского дна. Видимо, тогда здесь находился большой айсберг или же был просто оптический обман.
Мы уже напоминали об интересных наблюдениях, проведенных П. П. Ширшовым над течениями по маршруту дрейфа. У ученых того времени не было единого мнения о направлении течений в Центральном полярном бассейне. Одни считали, что основные массы подповерхностных вод движутся с востока на запад, другие — с севера на юг. Станция «СП-1» еще не могла дать аргументированный ответ на вопрос, кто же из них прав, так как находилась в Центральном полярном бассейне не очень продолжительное время.
Большую ценность представляют материалы исследований, выполненных во время дрейфа в Восточно-Гренландском течении, по которому до этого были данные только о его южной части. О зимнем же периоде, когда это течение увлекало на юг льдину, вообще не было никаких сведений. Изучение параметров этого течения было очень важно потому, что с ним выносятся из Центрального полярного бассейна в Атлантический океан арктические льды и водные массы, что вливают в моря Арктики великие сибирские реки. Измерения Ширшова дали цифровые характеристики Восточно-Гренландского течения. Используя эти и другие данные, В. Ю. Визе подсчитал, что с Восточно-Гренландским течением выносится в Атлантику вместе с водными массами около 10000 км3 льда, образованного в Карском море и море Лаптевых, причем в зимнее время скорость этого потока увеличивается.
Собранный впервые станцией «СП-1» материал по течениям и дрейфу льдов дал ученым новые важные данные для расчета баланса полярных льдов и познания циркуляции поверхностных вод Арктического бассейна; эти данные были использованы в дальнейшем рядом ученых для разработки генеральной схемы циркуляции льдов Арктики.
Очень интересные и важные материалы были собраны по изучению дрейфа непосредственно ледяного поля, на котором базировалась станция «Северный полюс». За 274 дня льдина прошла 1134 морские мили, или 2100 км, в генеральном направлении на юго-юго-запад, причем примерно половину пути в Центральном полярном бассейне и вторую половину — в Гренландском море. Дрейф ледяного поля происходил под влиянием двух сил — течения и ветра. Координаты льдины определялись Е. К. Федоровым астрономическим путем — их было выполнено 156. О том, насколько это была трудоемкая работа, говорит следующая цифра: для вычисления координат льдины Евгением Константиновичем было определено с помощью теодолита 620 линий положений по солнцу или звездам, при этом на каждое светило делалось не менее 8 (для солнца) или 4 наводок (для звезд). Выполненные им астрономические наблюдения отличаются большой точностью (в этом их несомненное достоинство, так как работать астроному приходилось в чрезвычайно неблагоприятных условиях погоды и видимости, а также при частых толчках льдины), и они в дальнейшем использовались учеными для разработки полной картины направления и скоростей дрейфа льдов в разные времена года и в разных районах Северного Ледовитого океана.
Комплекс геофизических наблюдений в этом районе проводился вообще впервые, и полученные Е. К. Федоровым материалы явились уникальными: до этого по геофизическим процессам в Центральном полярном бассейне были лишь теоретические разработки без опоры на фактические. Все ученые, моряки и летчики знали, что Арктика — скверное место для магнитного компаса, так как была неизвестной сила магнитного поля Земли: до этого вообще никто еще не измерял в центральной части Ледовитого океана магнитное склонение, то есть угол, на который отклоняется магнитная стрелка от направления истинного меридиана. Здесь же, вблизи географического и магнитного полюсов северного полушария, имеется особо большая разница в направлении географических и магнитных меридианов, что доставляет много неприятностей штурманам морских и особенно воздушных кораблей. Во время работы на станции «СП-1» Е. К. Федоров регулярно, через каждые 30-40 миль, измерял элементы, определяющие силу магнитного поля: углы склонения и наклонения и величину горизонтальной составляющей. Магнитное склонение было определено в 55 пунктах. Вблизи Северного географического полюса оно составило 41°, а по мере приближения льдины к Гренландскому морю постепенно убывало до 25-26°; горизонтальная составляющая выросла почти вдвое, а наклонение уменьшилось от 86 до 84,5°. Кроме абсолютных определений элементов магнитного поля, Федоровым изучались вариации этих элементов с помощью самопишущих магнитных вариометров до 84° с. ш. Если в средних широтах колебания элементов магнитного поля обычно очень незначительны и ими можно пренебрегать при прокладке курса самолетов или морских судов, то в Арктике отклонения от средней величины могут быть большими. Поэтому здесь необходимо также знать суточные колебания магнитных сил для получения величины, правильно показывающей действительное распределение магнитного поля.
Выполненные магнитные измерения показали, что магнитное поле здесь не имеет местных аномалий и при движении к югу величины магнитных, элементов менялись постепенно и плавно. Таким образом, полученные магнитные измерения позволили оценить величину и характер магнитных возмущений и уточнить периоды спокойного состояния магнитного поля для определения его параметров.
Полученные измерения послужили первыми данными для составления надежной магнитной карты Арктического бассейна. Большой материал был собран Федоровым по гравитационным измерениям, то есть определению силы тяжести. Они были выполнены с помощью маятникового прибора в 22 пунктах. Обработка полученных данных показала, что в приполюсном районе и почти по всему маршруту дрейфа льдины сила тяжести оказалась несколько большей, чем предполагалось ранее на основании теоретических расчетов. Важную часть в исследованиях геофизических полей Земли составили также выполненные Федоровым измерения напряжения атмосферного электричества — такие измерения ранее здесь не проводились. Непрерывно в темное время проводились наблюдения за полярными сияниями.
Со времени экспедиции Ф. Нансена на «Фраме» установилось мнение о крайней бедности жизни в высоких широтах Северного Ледовитого океана. Как известно, наличие жизни в океане зависит в конечном счете от развития фитопланктона, на основе которого развивается зоопланктон, которым питаются рыбы и другие морские организмы, обитающие в воде. Растительный планктон, таким образом, является первоисточником органической пищи, за счет которого существует весь животный мир моря. Но для его развития нужны солнечный свет и некоторые питательные соли. Нансен считал, что под сплошным ледовым покровом явно не хватает солнечного света для жизнедеятельности планктона, а следовательно, не могут Существовать и высшие организмы.
Станция «СП-1» опровергла это представление о крайней бедности жизни в высоких широтах Арктики. Планктонные сетки приносили из глубин полярного океана даже в районе полюса обильные сборы, а в летние месяцы океанские воды были заполнены фитопланктоном и представителями зоопланктона. Разные виды зоопланктона доставлялись сетью даже с глубин в три тысячи метров. Отсюда был сделан важный вывод, что слой льда, покрывающий поверхность океана, не является препятствием для проникновения света в воду и, следовательно, через лед проникает его вполне достаточно для развития планктона.
Наконец, интересна исследовательская работа, выполненная Э. Т. Кренкелем по прохождению радиоволн в Арктике. Хотя в круг его обязанностей входило выполнение не научных, а чисто технических работ, то есть организация надежной работы радиостанции, Кренкель, помимо служебной радиосвязи, сумел установить много двусторонних связей на коротких волнах буквально со всем земным шаром и изучить условия и закономерности прохождения коротких волн. Эти данные были впоследствии широко использованы при организации работ по радиосвязи на полярных станциях и между Большой землей и Арктикой.
Таким образом, географические, океанографические, геофизические и биологические работы, начатые в 1937-1938 гг. первой станцией «Северный полюс», послужили основой для широкого развития этих исследований в последующих экспедициях и на станциях «СП». Опыт жизни и работы на льду четверки отважных полярников был детально изучен, использован и развит последующими полярными исследователями.