В конце 1929 г., завершив аспирантскую подготовку, Ширшов переезжает в Ленинград — его очень заинтересовали проблемы гидробиологии Севера. Он поступает на должность научного сотрудника в Ботанический сад Академии наук СССР. Здесь ему были предоставлены широкие возможности для научных исследований. Ширшов отдавал явное предпочтение полевым работам перед работами в лабораториях, поэтому стремился как можно больше собрать материала в экспедициях. Начало пока было скромным: сбор гидробиологического материала реки Невы.
Собственно говоря, Ширшов только числился в штабе Ботанического сада, так как в Ленинграде ему не сиделось, его влекли полевые работы на Севере, и это желание уже осуществилось в следующем, 1930 году. Петр Петрович возглавил ботаническую экспедицию Академии наук СССР на Кольский полуостров, где провел гидробиологическое обследование Нотозера и реки Туломы. В следующем году он уже в Арктике — на Новой Земле, где под его руководством проводится обследование Крестовой губы и Северной Сульменевой губы — двух больших заливов в архипелаге.
Участие в этих экспедициях значительно расширило научный кругозор Ширшова. Начав изучение водорослей, Петр Петрович постепенно распространил круг своих интересов от изучения речной флоры к морской флоре и затем перешел на работы широкого биолого-географического профиля. На основе обработки материалов первых полярных экспедиций Ширшов опубликовал несколько эколого-географических научных статей.
Переломным моментом в жизни П. П. Ширшова как научного работника явилось участие в исторической экспедиции 1932 г. на ледокольном пароходе «А. Сибиряков», о которой мы уже говорили. Петр Петрович был назначен гидробиологом экспедиции. Здесь произошла его встреча с корифеями советской полярной науки — О. Ю. Шмидтом и В. Ю. Визе. Именно их Петр Петрович считал своими главными учителями и наставниками и через всю свою жизнь бережно пронес горячее чувство любви к ним и глубокой благодарности. Именно под их руководством и в повседневном общении с ними в течение длительного рейса молодой ученый окончательно утвердился в избранном пути полярного океанолога. Много пользы извлек для себя в этом рейсе Ширшов и от постоянного общения с другими научными работниками экспедиции.
За время этой экспедиции Ширшов работал с большим увлечением и использовал каждую возможность, чтобы опустить с борта корабля в студеные морские воды планктонные сети: ведь ему представился такой редкий случай — провести сбор мельчайших морских организмов в летний сезон почти во всех морях Арктики. Но его интересовал не только видовой состав и количество собираемого планктона. Ширшов считал планктон индикатором океанографической и промысловой характеристики района.
— Для того чтобы знать, есть ли в этом районе моря рыба и в каком количестве, — говорил Ширшов собравшимся возле его планктонной сетки любопытствующим соплавателям, — совсем не обязательно ее добывать. Достаточно поймать планктон, которым питается промысловая рыба, чтобы определить, выгоден ли этот район для эксплуатации его богатств…
Но не только наукой занимался Ширшов в экспедиции. Он одним из первых включался в общесудовые работы, когда объявлялся аврал. Например, когда в Чукотском море корабль попал в дрейфующий лед и потерял лопасти винта, то потребовалось срочно загрузить носовую часть и поднять над водой конец гребного вала, чтобы заменить винт. На авральные работы были подняты все участники рейса — экипаж и экспедиционный состав во главе с О. Ю. Шмидтом, началась перегрузка из кормового трюма в носовой каменного угля и всех грузов. Петр Петрович показал себя заправским грузчиком.
Экспедиция на «А. Сибирякове» принесла П. П. Ширшову и международное признание как ученого. При возвращении из Арктики судно зашло в японский порт Иокогама, и участники экспедиции, в том числе и Петр Петрович, выступили в Токио в университете и научных обществах с докладами о результатах своих работ в Арктике.
Подвиг сибиряковцев был высоко оценен Советским правительством: все участники этого исторического рейса были награждены орденами СССР. Принимая в Кремле из рук Председателя ЦИК СССР Михаила Ивановича Калинина свою первую правительственную награду — орден Трудового Красного Знамени, Петр Петрович с глубоким волнением слушал проникновенные слова «Всесоюзного старосты», обращенные к сибиряковцам: — В мире есть только одно единственное государство — СССР, где награда за общественную деятельность и вообще за всякую полезную работу является не столько фактором личного благополучия награжденного, сколько фактором огромного общественного значения. Поэтому получить награду в Советском Союзе и тем самым выделиться из общей массы работников нашей страны — большое счастье. Награждая, правительство отметило вас перед всеми массами Советского Союза и признало тем самым особое значение вашей работы. Пусть это послужит вам стимулом к новым достижениям…
Эти пожелания М. И. Калинина очень скоро осуществились. Уже летом 1933 г. Ширшов отправился в дальний путь к новым достижениям в качестве гидробиолога экспедиции на пароходе «Челюскин».
Мы уже знаем историю этого похода. Ширшов работал во время рейса с таким же увлечением, как и на «А. Сибирякове». Его окружали друзья по прошлогоднему рейсу: О. Ю. Шмидт, В. И. Воронин, Я. Я. Гаккель, художник Ф. П. Решетников, кинооператор М. А. Трояновский и многие другие. Не было только заботливого друга и наставника В. Ю. Визе — он в это время возглавлял другую экспедицию. Ширшов собирал морской планктон сетками, проводил обработку и анализ собранного материала, заполняя своим четким почерком страницу за страницей полевого журнала. Он находил также время, чтобы помогать своим товарищам, в первую очередь гидрохимику П. Г. Лобзе.
Когда же начался дрейф во льдах, работы прибавилось. Через разводья и трещины во льдах научные работники регулярно брали научные станции[5]. Работы продолжались и после гибели парохода во время жизни на льду.
О. Ю. Шмидт со своими научными сотрудниками в эти дни не раз обсуждали возможность организации временных научных станций на дрейфующих льдах, используя опыт челюскинцев. В этих беседах живейшее участие принимал и Петр Петрович Ширшов. Он говорил своим товарищам:
— Фритьоф Нансен предлагал забросить самолетами несколько человек в высокие широты Арктики и оставить их зимовать на дрейфующем льду в специальном домике-палатке. Дрейф челюскинцев доказал справедливость идеи Нансена. Мы на собственном опыте убедились, что из случайного материала, которым располагали, можно построить жилище, пригодное для существования и работы на льду даже в условиях полярной ночи… Опасность зимовки на дрейфующем льду? Это преувеличено. При сжатии такой домик и продовольственные склады можно перенести на более прочное место. Единственно, что тревожит — это доставка на лед людей, продовольствия и топлива и снятие их через год самолетами. Их страна пока не имеет. Но верю, будут… Научные работники за период, продолжительного дрейфа проведут ценные исследования белого пятна Полярного бассейна, циклонов, течений, атмосферы неведомого до сего времени района Мирового океана. Я давно мечтаю быть участником такой зимовки…
— Вы будете участником такой зимовки. Обещаю вам это, — отозвался О. Ю. Шмидт.
Вот так и получилось, что в повседневной жизни и работе на льду в лагере Шмидта окончательно созрел план первой воздушной экспедиции на Северный полюс и создания на дрейфующем льду научной станции.
После вывоза челюскинцев героями-летчиками на материк полярная эпопея у Ширшова еще не закончилась. В группе самых молодых и сильных он совершил пешеходный маршрут в полярную ночь пешком (на всю группу была только одна санная упряжка собак для рюкзаков) 360 км по Чукотке из Ванкарема в Уэлен, где их поджидал пароход.
Достойной наградой за подвиг во льдах Ширшову был орден Красной Звезды — вторая правительственная награда с промежутком в один год.
Казалось бы, что после столь тяжелых испытаний и нервных переживаний, после такой высокой оценки партией и правительством героизма челюскинцев можно было бы отдохнуть на Большой земле, но не таков был характер Ширшова. Он снова, как и Кренкель, стремится в Арктику продолжать изучение жизни в водах ее морей. И в навигацию 1935 г. он снова на борту корабля — в этот раз в составе комплексной арктической экспедиции на ледоколе «Красин». Эта экспедиция проводилась в Чукотском море под руководством крупного исследователя морей Восточной Арктики Г. Е. Ратманова, Ледовые условия оказались благоприятными, что дало возможность участникам экспедиции поработать очень плодотворно и собрать много интересных материалов. Так, им удалось провести исследования к северу от острова Врангеля, достигнуть 73°30’ с. ш. Здесь Ширшовым было сделано важное открытие: на глубинах 100-120 м были обнаружены микроорганизмы атлантического происхождения.
Эти данные подтвердили ранее высказанные Петром Петровичем положения, что по составу планктона гидрологи могут определить направления течений в морях Арктики.
По возвращении из экспедиции осенью 1935 г. Ширшова ждала очередная награда: в этот раз за выдающиеся работы по гидробиологии морей Арктики ему была присвоена ученая степень кандидата биологических наук без защиты диссертации. Это была вполне заслуженная награда.
В трех больших арктических экспедициях — на «А. Сибирякове», «Челюскине» и «Красине» — П. П. Ширшов приобрел авторитет крупного морского гидробиолога, исследователя полярного растительного планктона. И вместе с тем круг его научных работ расширился, он начал заниматься также гидрологией и гидрохимией. В результате исследований, проведенных в этих трех экспедициях, Петр Петрович опубликовал несколько научных работ о связях изменений фитопланктона с ледовитостью арктических морей. В этих работах Ширшов установил связи между сезонными колебаниями расцвета фитопланктона и состоянием льдов в Северном Ледовитом океане, детально проследил изменения фитопланктона в зависимости от близости льдов и их дрейфа в данном районе моря. Эти работы имели не только научное, но и практическое значение, так как давали данные для составления про