В дополнение к обычным методам биологических сборов с помощью планктонных сеток на дрейфующих станциях стал также применяться метод визуального осмотра нижней поверхности льда — контактной зоны лед—вода с использованием водолазной техники. Трудность работы акванавтов и водолазов заключается в том, что приходится вести наблюдение и сбор материалов в студеной воде под многометровым дрейфующим арктическим льдом. Такие исследования дали новый интересный материал: впервые удалось выявить группу животных и растений, жизненный цикл которых связан со льдом. Вдоль трещин, где более высокая освещенность, на нижней поверхности льда свисают в воду в виде длинных бород колонии одноклеточных диатомных водорослей. Такие исследования были выполнены в 1976-1977 гг. на «СП-23» биологами группы Мельникова.
Развивая дальше исследования П. П. Ширшова, гидробиологи собрали большой материал по организмам, обитающим в толще полярных вод, что позволило сделать ряд выводов.
Трал приносил со дна океана богатые уловы донных организмов, особенно иглокожих, но значительно меньших размеров, чем в южных широтах, а пробы, взятые тралом со дна океана в районе 80-й параллели, показали, что донная фауна здесь значительно разнообразнее, чем в более южных широтах Арктики и на меньших глубинах. Некоторые представители бентоса были собраны здесь впервые. Исследованиями профессора А. Е. Крисса установлена большая насыщенность бактериями вод океана в околополюсном районе.
Участники экспедиции и дрейфующих станций на протяжении всего периода работ их дрейфа могли наблюдать жизнь на льду во всех ее проявлениях.
В первые же дни организации дрейфующих станций около лагерей селились пуночки — полярные воробьи. Как и их материковые собратья, они облюбовали для себя места около мусорных ящиков. Даже на приполюсные станции залетали чайки, иногда целыми стаями. Частыми гостями станции были кулички, глупыши, утки, морячки. В начале лета через лагерь некоторых станций в течение многих дней тянулись караваны перелетных птиц, особенно канадских гусей. Считалось, что белые медведи в самые высокие широты не заходят. Однако было установлено, что они добираются до «СП» за 88° с. ш. В разводьях между льдами часто встречались нерпы, тюлени, морские зайцы.
Северный полюс и прилегающая к нему обширная область высоких широт считались долгое время доступными только для самолетов. Редкие корабли пересекали 83-ю параллель, но до 84-й уже не доходили. Только «Фрам» достиг 85°50’ с. ш., и четыре десятилетия спустя «Г. Седов» дошел до 86°39’ с. ш., но оба корабля находились в дрейфе. Лишь в 1955 г. экспедиции на ледорезе «Ф. Литке» и в 1957 г. дизель-электроходе «Лена» достигли 83°2′ с. ш. в свободном плавании — обе экспедиции проводились под руководством полярного океанографа Л. Л. Балакшина. Положение резко изменилось после выхода на арктические трассы атомных и сверхмощных ледоколов. В эпоху папанинцев гордостью арктического флота являлись ледоколы типа «И. Сталин» мощностью 10 тыс. л. с., работавшие на угольном топливе. Теперь же в морях Арктики появились ледоколы водоизмещением 25 тыс. т и мощностью 75 тыс. л. с. Достаточно сказать, что на ледоколах типа «И. Сталин» запасов угля хватало всего на 15-20 дней, а в его команде находилось только одних кочегаров до 90 человек. Ныне атомные ледоколы «Ленин», «Арктика» и «Сибирь» могут плавать по нескольку лет без пополнения запасов топлива. А главное, они могут преодолевать ледовые преграды, которые не могли бы осилить старые ледоколы-угольщики. И осуществились, наконец, дерзкие мечты Ломоносова, Нансена, Макарова, Седова, Русанова, Амундсена — достигнуть Северного полюса на судне в свободном плавании или дрейфе. Эти мечты стали реальностью в 1977 г., и осуществить их сумели советские люди на атомоходе.
17 августа в 4 часа утра атомный ледокол «Арктика» под командованием капитана Ю. С. Кучиева, пробившись через ледовые преграды, считавшиеся до сих пор непреодолимыми для судов, вышел в точку, где сходятся все меридианы северного полушария. Северный полюс впервые в истории был покорен надводным кораблем. Этот рейс проводился не ради рекорда: достижение Северного полюса являлось лишь одной из его задач. По существу, это была научно-исследовательская морская экспедиция с целью проверки условий плавания ледокола в высоких широтах для выполнения возможности прокладки там транспортных путей, в том числе через район Северного полюса.
Экспедицию возглавлял министр морского флота Т. Б. Гуженко, его заместителем был начальник Администрации Северного морского пути Минморфлота К. Н. Чубаков — полярный капитан, верный друг и заботливый наставник капитанов арктического флота. Помимо экипажа, на борту находилась большая группа научных работников и инженеров. Ученых Института атомной энергии имени Курчатова возглавлял член-корреспондент АН СССР Н. С. Хлопкин, а морскую науку — представитель ААНИИ, полярный гидролог И. П. Романов. В коллективе было два участника первой воздушной экспедиции Шмидта на Северный полюс в 1937 г.: М. И. Шевелев — он возглавлял воздушную ледовую разведку — и старейший штурман полярной авиации Н. М. Жуков — в экспедиции 1937 г. он был штурманом на самолете Алексеева. Во главе инженерной группы находился главный инженер корабля О. Г. Паншин.