Северо-Восточный морской путь (Северный морской путь). В XIX в. важность освоения Северного морского пути недооценивалась правительством России, несмотря на многочисленные заявления и докладные записки, представляемые передовыми людьми (П.А. Кропоткиным, С.О. Макаровым, Д.И. Менделеевым и др.), хорошо понимавшими его экономическое и стратегическое значение. В докладной записке «Об исследовании Северного Ледовитого океана» Менделеев писал: «Победа над его льдами составляет один из экономических вопросов будущности северо-востока Европейской России и почти всей Сибири... Помимо большого экономического значения военно-морская оборона страны должна много выиграть, когда можно будет без Суэцкого и иных каналов теплых стран — около собственных своих берегов переводить военные суда или хотя бы часть их из Атлантического океана в Великий и обратно...»
Среди русских промышленников были такие, которые, понимая выгоду освоения Северного морского пути, не жалели на это средств. Так, М.К. Сидоров снарядил экспедицию под начальством П.П. Крузенштерна; он же обещал крупную денежную награду тому, кто проложит морской путь к устью Енисея. Сибирский золотопромышленник и общественный деятель А.М. Сибиряков был автором грандиозного проекта освоения Северного морского пути. Он дал средства на экспедицию А.Э. Норденшельда, достигшую устья Енисея, а затем участвовал в финансировании (вместе со шведским купцом Диксоном) знаменитой экспедиции Норденшельда на «Веге» в 1878—1879 гг. Плавание «Веги» было первым сквозным плаванием по Северному морскому пути и первым плаванием вокруг материка Евразии. Северный морской путь Hop-деншельд прошел с одной зимовкой (в Колючинской губе, в 200 км от входа в Берингов пролив).
После того как горький опыт русско-японской войны убедительно доказал необходимость изучения северных морей, в России организуется «Гидрографическая экспедиция Северного Ледовитого океана». В ее распоряжение поступили специально построенные ледокольные пароходы «Таймыр» и «Вайгач», базировавшиеся во Владивостоке и начавшие работы в 1910 г. Занимаясь обследованием восточных участков Северного морского пути, описью островов и берегов Сибири, экспедиция под начальством Б. Вилькицкого в 1913 г. открыла Северную Землю. В 1914—1915 гг. она прошла (с зимовкой) сквозным рейсом по Северному морскому пути с востока на запад.
Северо-Западный морской путь. В XIX в. англичане возобновляют попытки пройти Северо-Западным путем из Атлантического океана в Тихий. В 1819 г. Парри благополучно прошел большую часть Северо-Западного пути (до 113° з. д.).
С 1829 по 1833 г. в Западной Арктике находилась посланная на поиски Северо-Западного прохода экспедиция Джона Росса. Она открыла п-ов Бутия и определила тогдашнее местоположение Северного магнитного полюса (70°5' с. ш., 96°46' з. д.).
В 1845 г. на поиски Северо-Западного прохода отправилась английская экспедиция на судах «Эребус» и «Террор» под начальством опытного полярного исследователя Джона Франклина. Экспедиция погибла. Ho в результате ее поисков была обследована большая часть Канадского архипелага.
Участник поисков Франклина капитан Мак-Клур подошел к Канадскому архипелагу с запада, от Берингова пролива. Путь Мак-Клура сомкнулся с путем прошедшего в 1819 г. с востока Парри. Таким образом, Северо-Западный проход был найден, но его восточный и западный участки были пройдены разными экспедициями в разное время.
Впервые из Атлантического океана в Тихий вдоль северных берегов Америки прошел в 1903—1906 гг. Руал Амундсен на небольшой яхте «Иоа».
Достижение Северного полюса. Первые попытки проникнуть в Центральную Арктику были связаны с надеждой открыть кратчайший морской путь от Северной Атлантики в Тихий океан через полюс; в его районе предполагалось широкое водное пространство, свободное в летнее время от тяжелых льдов. Co второй половины XIX в. достижение полюса становится главной целью экспедиций, отправлявшихся в Центральную Арктику. Из многочисленных попыток (их было более 15) достигнуть 90° с, ш. наиболее ценной является попытка, предпринятая норвежским ученым ФритьофомНансеном.

Нансен отправился к полюсу (1893) во главе хорошо оборудованной и очень продуманной экспедиции на специально построенном судне «Фрам» («Вперед»). Особая форма подводной части не позволяла льдам раздавить судно, оно выдавливалось на льды и вместе с ними должно было пересечь Ледовитый океан. Дрейф «Фрама» начался у Новосибирских о-вов (78°50' с. ш., 133°37' в. д.) и продолжался три года. Крайняя северная точка пути «Фрама» — 83°24' с. ш. Весной 1895 г. Нансен вдвоем с Я. Иогансеном совершили попытку достичь по льдам полюса, но у 8644' с. ш. вынужден был повернуть обратно. Исследователи зимовали на Земле Франца-Иосифа, где встретились с английской экспедицией Джексона, доставившей их в порт Варде, куда благополучно прибыл и «Фрам». Экспедиция Нансена дала первые научные сведения о природе Центральной Арктики.
Достичь Северного полюса удалось американцу Роберту Пири 6 апреля 1909 г. Пири двигался к полюсу от Земли Гранта (766 км от полюса). В районе полюса он пробыл 30 часов и, произведя необходимые наблюдения и определив глубину океана (2750 м), благополучно возвратился на базу экспедиции. Двадцать три года с удивительной настойчивостью Пири добивался права считаться первым человеком, достигшим Северного полюса. Его путешествие носило спортивный, рекордсменский характер и сравнительно мало дало науке.
В 1912 г. к Северному полюсу направилась экспедиция Георгия Яковлевича Седова. Паровая шхуна «Св. Фока» не могла пройти севернее Земли Франца-Иосифа. Седов с двумя вызвавшимися сопровождать его матросами (Г. Линником и А. Пустотным) на нартах двинулся на север. В начале пути Седов умер от цинги, и матросы, похоронив его на о-ве Рудольфа, возвратились на судно. Участники экспедиции Седова (В.Ю. Визе, Н.В. Пинегин и др.) провели разносторонние наблюдения природы посещенных «Св. Фокой» районов Арктики.
Достижение Южного полюса. Впервые после открытия русским» Антарктиды ее берега (Земля Эндерби и Земля Грейама) увидел в 1831—1832 гг. капитан английского зверобойного судна Джон Биско.
В 1839—1840 гг. к берегам Антарктиды (Земля Адели) подходила, французская экспедиция Дюмон-Дюрвиля. Американская экспедиция Уилкса проследила в 1840 г. покрытый льдом берег Антарктиды (Земля Уилкса) на значительном протяжении между 100 и 150° в. д.
B 1840—1842 гг. английская экспедиция Джемса Росса на судах «Эльбрус» и «Террор»2 подошла к Антарктиде, она открыла Землю Виктории, вулканы Эребус и Террор, море Росса, ледяной барьер Росса и выяснила тогдашнее местонахождение магнитного полюса южного полушария. Первым высадился на берег Антарктиды норвежец К. Борхгревинк в 1895 г. В 1899 г. с группой ученых он зимовал у мыса Адэр, а летом 1899—1900 гг. поднялся на барьер Росса и прошел на нартах до 78°50' ю. ш. С 1901 по 1904 г. серьезные исследования на побережье Антарктиды в районе моря Росса вела английская экспедиция: Роберта Скотта (при участии Э. Шеклтона).
В 1908—1909 гг. Шеклтон, пытаясь достичь Южного полюса, дошел до 88°23' ю. ш. (до полюса оставалось менее 180 км). Участники экспедиции Шеклтона Т. Дейвид и Д. Моусон впервые произвели наблюдения на магнитном полюсе южного полушария и определил» его координаты (72°25' ю. ш., 155°16' в. д.). В 1910 г., используя опыт Шеклтона, англичане организовали новую экспедицию к Южному полюсу во главе с Р. Скоттом.

В это время норвежский исследователь полярных стран Р. Амундсен готовил экспедицию для достижения Северного полюса (на нансеновском «Фраме»). Ho Пири опередил Амундсена, и тот изменил свои планы: вместо Северного он отправился к Южному полюсу. Амундсен имел опыт плавания в антарктических водах. В 1898—1899 гг. он зимовал в море Беллинсгаузена на дрейфовавшем во льдах 13 месяцев бельгийском судне «Бельжика». Экспедиция Амундсена подошла к Антарктиде в море Росса, высадилась на ледяной барьер Росса в Бухте Китовой и организовала зимовочный лагерь. Весной пять человек во главе с Амундсеном на нартах, запряженных собаками, двинулись к полюсу по очень удачно выбранному маршруту и достигли его 14 декабря 1911 г. Научные результаты первой экспедиции к Южному полюсу были незначительными. Участники экспедиции, оставшиеся на базе, совершили походы по побережью; с борта «Фрама» под руководством русского моряка А. Кучина велись океанографические наблюдения.
Р. Скотт с четырьмя товарищами направился к полюсу по пути Шеклтона (от пролива Мак-Мердо). Полюс был достигнут ими 17 января 1912 г. На обратном пути в метель от истощения и холода все пятеро погибли. Ho сделанные ими записи, собранные геологические образцы явились ценным материалом для изучения природы Антарктиды.
Одновременно с походом к Кожному полюсу члены экспедиции Р. Скотта (в их числе двое русских) исследовали, область, примыкающую к морю Росса: изучали горные породы, льды, вели геофизические и биологические наблюдения.
Экспедиции Шеклтона, Амундсена и Скотта впервые познакомили человечество с природой центральной части Антарктиды.