К тому времени Семёнов уже был принят в действительные члены недавно организованного Русского географического общества, которое должно было стать, по мысли его учредителей, главным научным центром в России. В Обществе молодому естественнику поручили перевести с немецкого, существенно дополнив, книгу немецкого географа Карла Риттера «Землеведение Азии» (в 18 томах). Он сосредоточился на этой работе в фамильном имении, в Урусове, и посвятил ей два года целиком.
Петру было 23 года, когда он женился. Но жена, Вера Чулкова, внезапно заболела скоротечной чахоткой и вскоре умерла. Эта смерть потрясла юношу, и он сам заболел тифозной горячкой, осложнившейся воспалением мозга. Болезнь была настолько тяжёлой, что врачи Петербурга сочли состояние безнадёжным. Пётр был уже на грани смерти, когда один старый врач, друг семьи, попробовал свой, очень простой способ лечения. И Семёнов встал с постели.
Закрепить выздоровление он решил путешествием в Европу.
Семёнов проехал по Германии и Франции, посещал не только города, но и глухие деревни на реках и в горах. Первым делом он посмотрел Рейн, прорезающий Сланцевые горы, а затем — гранитный массив Гарц со знаменитым Брокеном, который назвал «самой поучительной миниатюрной горной страной», побывал в Бернских Альпах Швейцарии, познакомился с озёрами, включая Леман (Женевское), по горным перевалам Сен-Готард, Сен-Бернар, Гримзель прошёл в Италию, к озёрам Лаго-Маджоре и Комо. Потом также через горы вернулся во Францию.
В одной из долин горного массива Вогезы на северо-востоке Франции дошло до Семёнова известие о начале войны Англии и Франции с Россией, которая вошла в историю под названием Крымской. Тогда он вернулся в Германию и поступил в Берлинский университет, главным «светилом» которого был профессор Александр фон Гумбольдт. (Почти в 90 лет он ещё читал лекции, наряду со своим учеником Карлом Риттером, чей труд Семёнов переводил на русский язык).
С заданием Гумбольдта
Прошедший всю Европу и Америку и только «прикоснувшийся» к Азии, проехав по России в 1829 году, Гумбольдт предложил русскому магистру ботаники совершить путешествие в Тянь-Шань.
Семёнов так вспоминал об этой встрече, предопределившей его судьбу: «Проникнуть вглубь Азии, на снежные вершины этого недосягаемого хребта, который великий Гумбольдт на основе... скудных китайских сведений считал вулканическим, и привезти ему несколько образцов из обломков этого хребта, а домой — богатый сбор флоры и фауны новооткрытой для наук страны — вот что казалось самым заманчивым для меня подвигом».
Для того чтобы познакомиться с природой вулканических образований, Пётр Семёнов отправился к высящемуся над Неаполем Везувию, совершил семнадцать восхождений на вершину знаменитого вулкана, заглянул в его кратер. Когда он узнал о начавшемся извержении Везувия, сразу же снова приехал в Неаполь и поднялся по склону горы, пока позволяли вырывавшиеся из кратера удушливые газы...
Вернувшись в Россию, Пётр Петрович начал готовиться к Тянь-Шаньской экспедиции. Весной 1856 года он покинул Петербург, через Москву и Нижний Новгород попал на Великий Сибирский тракт и поехал дальше. Незаметно достиг Урала. Впервые в жизни встретившись с великим хребтом, отгородившим европейскую Россию от Сибири, Семёнов замечал: «Колоссальный по своему протяжению с севера на юг... он не служит к разъединению двух частей света, между которыми проходит. Ни для климатических особенностей, ни для флоры и фауны Урал не составляет резкой границы». Молодой географ обратил внимание на то, что общий облик растительности сохранился европейским вплоть до Енисея.
Через Ишимскую лесостепь, берёзовые перелески на берегах озёр и бесконечные болота Семёнов подъехал к Омску, первому большому сибирскому городу. Он был невелик тогда — всего 16 тысяч жителей, но в нём уже сформировался своего рода культурный центр. Здесь Семёнов познакомился с двумя будущими исследователями природы России. Два друга — потомственный казак Григорий Потанин и внук властителя казахских степей хана Аблая Чокан Валиханов — учились в кадетском корпусе. Оба уже мечтали о далёких путешествиях. Два этих молодых человека произвели сильное впечатление на Семёнова своей любознательностью и готовностью посвятить жизнь изучению природы родной страны. (Через много лет, возглавив Географическое общество России, Семёнов не раз окажет им обоим свою помощь). В Семипалатинске произошла его встреча с отбывавшим там ссылку после омского «мёртвого дома» Фёдором Михайловичем Достоевским.
Из Семипалатинска к Тянь-Шаню вёл недавно устроенный почтовый тракт с отстоявшими друг от друга на 25—35 км станциями, где меняли лошадей, отлавливая их прямо в табунах, пасшихся в неоглядной степи.
Первым было селение Копал у подножья Джунгарского Алатау, за ним — основанное всего два года назад селение Верное, над которым вставал белоснежной стеной хребет Заилийский Алатау. В Верном снарядил Семёнов свой отряд и пошёл в горы в сопровождении казачьей сотни. Дорог уже не было — приходилось пробираться сквозь дикие заросли можжевельника (арчи), любимые места обитания тигров. Один из них напал на казака и перегрыз ему руку. Тигра застрелили, а шкуру подарили Семёнову. Она стала первым экспонатом его тянь-шаньской коллекции.
Перевалив через хребет, отряд спустился к сверкавшей голубизной глади озера, как в раму заключённому среди заснеженных хребтов, «подпирающих» небо. Иссык-Куль — называли его киргизы, Же-Хай — китайцы, посетившие удивительное озеро ещё за двести лет до н. э. Оба названия переводятся как «тёплое озеро» (или море). Хотя есть и другое толкование слова «иссык» — священное...
Семёнов вышел на Иссык-Куль со стороны Заилийского Алатау, по долине реки Иссык, пересёк три реки с одинаковым именем Мерке, по плато Табульгаты перебрался из бассейна Или в бассейн озеpa — к нему устремлялись стекавшие с хребта Кунгей-Алатау речки. Следуя их течению, отряд и достиг Иссык-Куля, вид которого напомнил альпийские озёра, но размеры, яркая голубизна и окружение заснеженными гигантами, отражавшимися в воде, делали озеро ни на что не похожим. За ним высился «...весь величественный Тян-Шанский хребет, состоящий из непрерывного ряда снежных вершин, всё западное звено которых казалось выходящим непосредственно из синих вод Иссык-Куля».
Император У Ди (из династии Хань) в 138 году до н. э. решил заключить союз с правителем юэчжей против нападавших на Китай с севера кочевников-гуннов. Народ юэчжи жил за Небесными горами, и туда по перевалам Тянь-Шаня отправилось посольство — сто человек во главе с опытным дипломатом Чжан-Цянем. Уже на подходе к горной системе посольство было атаковано гуннами и захвачено в плен. Долгие десять лет провёл в плену Чжан-Цянь, прежде чем ему удалось бежать. Случай представился тогда, когда гунны расположились в одной из долин огромного горного хребта, встававшего белой стеной, закрывавшей полнеба.
С Чжан-Цянем бежал гунн Ганьфу, сопровождавший его все десять лет скитаний по пустыням и горам. Казалось невозможным подняться на гребень этих гор, но стремление к свободе сделало беглецов сильными. Они поднялись на перевал, карабкаясь по леднику, и оказались на высокогорной равнине. Затем, пройдя по ней, нашли спуск по ущелью, заросшему высокими стройными елями.
Внезапно сверкнула широкая водная гладь: большое озеро лежало впереди. В ярко-голубом его зеркале отражались белоснежные громады гор, окружавшие его со всех сторон. Там, где горы отступали от озера, на прибрежной равнине стояли юрты кочевников. Но это были не гунны, а мирные скотоводы. Чжан-Цянь назвал их «усунями», они когда-то подчинялись гуннам, но, собрав многочисленное войско, смогли отстоять свою свободу. Это были рослые, рыжебородые, голубоглазые люди, совсем не похожие на китайцев. А когда китайцы впервые встретили русских, они отождествили их с усунями...
Семёнов был не первым русским на озере. В 1721 году посол Петра I к калмыкам капитан Иван Унковский побывал на Иссык-Куле. А совсем незадолго до Семёнова отряд топографа полковника Хоментовского заснял подход к восточному берегу озера, находившемуся на 1600 метров выше уровня моря и разлившемуся между двумя хребтами почти на двести вёрст.
В отряде Хоментовского был молодой казах Чокан Валиханов. На него легла вся научная работа отряда, главной задачей которого было проведение топографической съёмки. Ею был охвачен северный берег Иссык-Куля. За пять месяцев заснята горная территория площадью 19 тысяч квадратных вёрст. Поручик Яновский с топографом Анемподистом Вараксиным (уроженцем Тобольской губернии) составил карту озера и его окрестностей в масштабе 25 вёрст в дюйме.
Пока топографический отряд проводил съёмку, Чокан Валиханов изучал географию Прииссыккулья и этнографические особенности его жителей — киргизов двух кочующих родов. Он провёл много дней в аиле племени богу, в живописном урочище Тулпартан у Манапа Боромбая, который первым из предводителей киргизских племён обратился к русскому царю с просьбой о покровительстве.
Разъезжая по аилам вокруг Иссык-Куля, Валиханов записывал строки грандиозного киргизского народного эпоса «Манас»... Он был первым, кто начал эту работу. Сейчас ею занимается научный институт «Манаса» — уже получено от устных сказителей более миллиона строк. Первые записал Валиханов.
Истоки легендарного Яксарта
В середине июня 1857 года из Верного к возвышающимся на юге горам вышел караван Семёнова: 58 человек с двенадцатью верблюдами. Через две недели пути по склону Заилийского Алатау он поднялся на плоскогорье Санташ и по долине Заука — на Заукинский перевал, через который в древности проходили в Кашгарию, расположившуюся у южного подножия Тянь-Шаня.
Здесь заканчивался лес, полосой тянувшийся по склонам речной долины. Прекращался крутой подъём — плоская равнина расстилалась за гребнем горного хребта. Равнина поднималась на четыре километра над уровнем моря, и высящиеся над ней горы с ледниками казались совсем невысокими.