Нанятый Ричардсоном туарег Хатита-ат-Худен был родом из Гата, расположенного от Мурзука лишь на расстоянии 400 километров. Он ничего не знал о более отдаленных территориях, которые следовало пересечь, не говоря уж о том, что не умел поддерживать контакт с населением этих территорий. Ко всему Прочему он сообщил, что ему потребуется по меньшей мере месяц, чтобы закончить подготовку к путешествию. В конце концов Ричардсон после долгих переговоров решил направить караван Хатиты сначала до Гата. Он не спешил, поскольку хотел присутствовать на торжествах, которые устраивал турецкий наместник Мурзука в честь представителя британской короны. А Барт и Овервег решили отправиться в путь с головным отрядом.
Днем они совершали утомительные переходы по раскаленной солнцем каменистой пустыне, а по ночам занимались научной работой. В пути Барт вел постоянные наблюдения: определял маршрут, регистрировал высоту солнца и состояние воздуха. Овервег в соответствии с договоренностью производил геологические и астрономические изыскания. Ночью же они систематизировали материал, делали наброски дальнейшего маршрута и подготавливали программу на следующий День. Невзирая на постоянные напоминания, Овервег, к большому огорчению Барта, упорно не желал ничего записывать, полностью полагаясь на свою память. Для Барта же дневник был и главным орудием труда, и памятью. Сюда с прямо-таки протокольной точностью он заносил все беседы, наблюдения, вопросы и ответы. Поэтому уже из Мурзука Барт смог отослать британскому поверенному в делах в Триполи немалый материал. Дневник был не только памятью Барта, но и его постоянным собеседником. Не углубляясь в субъективные проблемы и не выдвигая на первый план своего «я» и личной деятельности, он поверял дневнику сокровенные мысли и настроения. Эти размышления никогда не ограничивались кругом собственных забот, а были лишь средством самоконтроля, источником новых сил.
В поисках подходящего места для лагеря Барт сделал значительное культурно-историческое открытие. Он не поверил глазам своим, когда увидел созданное рукой художника тысячелетнее наскальное изображение стада крупного рогатого скота и даже группы пловцов. Сегодня в горах Центральной Сахары найдено большое число прекрасных наскальных и пещерных изображений, свидетельствующих о древней высокоразвитой культуре Африки. Для Барта же и его спутника они были откровениями, приподнявшими завесу над историей Сахары. Изображения, сделанные между 9000 и 3000 годом до нашей эры! Они были различной величины (от нескольких сантиметров до 8 метров) и достоверно отображали прошлое: флору и фауну тех времен, образ жизни людей и даже климатические условия. Впервые открытые европейцами в 1847 году, наскальные рисунки вызвали вначале всевозможные толки, пока их не признали историческими свидетельствами. Первые попытки трактовать и систематизировать петроглифы были предприняты (начиная с 1932 года) многими учеными, среди которых был и этнограф Лео Фробениус. Монументальный реализм ранних наскальных рисунков постепенно уступал место более стилизованному изображению. Изменялись со временем и сюжеты рисунков. Изображения представителей крупной фауны охотничьего периода (слонов, бегемотов, жирафов) сменились воспроизведением быков, что характерно для периода кочевого скотоводства. Возможности интерпретации весьма широки. До сих пор в этом вопросе не пришли к единому мнению, однако можно утверждать, что толкование, в основе которого лежит версия об охотничьих ритуалах, ни в коей мере не может считаться единственно верным. Значительное число сюжетов позволяет, например, предположить, что они были созданы с целью обучения и информации.
Наряду с петроглифами дальнейшему раскрытию истории Сахары способствовали также и другие многочисленные археологические находки. Археологи, историки искусства и естествоиспытатели выдвигали различные гипотезы, среди которых преобладало мнение, что Сахара многие тысячелетия назад была покрыта тропическими девственными лесами. Сегодня мы знаем, что это не так, что через Сахару протекали мощные реки, которые брали начало в горах и берега которых окаймляли галерейные леса с богатейшей тропической флорой и фауной. За пределами речных регионов преобладали лесостепи. С VIII по III тысячелетие до нашей эры область Сахары в климатическом отношении представляла собой чрезвычайно благоприятную для земледелия и скотоводства густонаселенную зону. Как явствует из наскальных рисунков, в то время здесь возникли антропологические типы, которые впоследствии можно было чаще всего встретить на Африканском континенте.