Геологи и географы, ученые многих других специальностей обследовали все староречья Аму-Дарьи. К востоку от современной дельты двумя стоящими друг над другом веерами раскинулась Акча-Дарья. Эта ныне мертвая Аму-Дарьинская дельта начинается от города Турткуля и своими многочисленными протоками упирается на севере в небольшой горный хребет Султануиздаг. Наткнувшись на скалы, река не смогла пробить их. Но не отступила. Подходившие к Султан-Уиз-Дагу русла повернули к востоку и здесь, соединившись в один поток пробили себе узкий путь на север. Семьдесят пять километров бежала вода по узкому руслу (этот отрезок дельты называется Акча-Дарьинским коридором) пока вырвавшись на свободу, не разделилась снова на множество рукавов. Северо-восточные рукава смыкаются со староречьями Сыр-Дарьи, а северо-западные касаются современной дельты.
К западу от современной дельты реки находится огромная Сарыкамышинская впадина. Площадь ее около 12 тыс. кв. км, а максимальная глубина достигает 110 м. С востока к Сарыкамышу подходит густая сеть сухих протоков другой древней дельты Аму-Дарьи — Присары-камышской.
От южного залива Сарыкамышской впадины берет начало и через 550 км заканчивается у Каспийского моря, в районе Красноводска, сухое русло — Узбой. В большей части оно настолько хорошо сохранилось, настолько «свежо», что кажется, будто вчера по Узбою текла вода. Узбой — это уже вполне самостоятельная река, соединявшая два замкнутых водных бассейна — Сарыкамыш и Каспий. Известный советский географ Э. Мурзаев сравнивает его с Волховом и Свирью, реками-протоками между озерами. Русло Узбоя когда-то было сформировано водами Аму-Дарьи, заполнившими Сарыкамышскую котловину до такого уровня, что вода начала переливаться через низкий, южный ее край и устремилась сначала на юг, а затем на восток, к Каспийскому морю.
Уже очень давно заинтересовались ученые — географы, геологи, историки загадкой мертвых русел. Ни у кого из тех, кто их видел, не оставалось сомнений в том, что они когда-то были многоводными, если смогли, не затерявшись в песках, пересечь такие обширные пространства, пропилить скалы, заполнить большие водоемы. Но мертвых русел много. Ясно было, что все они не могли существовать одновременно. Как ни многоводна Аму-Дарья (подсчитано, что в настоящее время она приносит в Аральское море ежегодно свыше 50 куб. км воды), но даже ее запасов не хватило бы на все известные русла. А сколько их, заполненных осадками и занесенных песками, скрыто Каракумами! Когда они были проложены, когда текли здесь реки и почему они исчезли навсегда, оставив на своем месте безводную песчаную пустыню?
Географы и геологи, давно и настойчиво изучающие историю древних русел, смогли ответить на многие из этих вопросов. Однако некоторые важные детали все еще оставались загадкой. Особенно это касалось заключительных этапов истории реки, когда на берегах ее многочисленных протоков поселился человек. Историки обратились к сочинениям древних авторов. Может быть, разъяснение можно найти в старинных географических описаниях, сообщениях о походах, заметках путешественников и купцов? Ведь Аму-Дарья часто упоминается на страницах сочинений подобного рода. Современное название реки сравнительно недавнего происхождения. В древних источниках Аму-Дарья выступает под несколькими названиями. Главные из них, это греческое — Оке и арабское — Джейхун.
Впервые об Аму-Дарье упоминает знаменитый греческий историк Геродот, живший в V в. до н. э. При описании походов персидского царя Кира он сообщает, что одним из своих рукавов Аму-Дарья впадает в Каспийское море. О впадении Аму-Дарьи в Каспий сообщают и другие писатели, в том числе и упоминавшийся уже нами Страбон. Однако многие из изучавших свидетельства древних авторов все время сталкивались с одним, странным на первый взгляд, обстоятельством. Чем дальше, тем больше накапливалось противоречий в сообщениях, утверждавших о впадении реки в Каспий и дававших уже некоторые конкретные сведения о ее нижнем течении. Страбон, например, указывал, что расстояние между устьями Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи равно 2400 стадиям, то есть примерно 420 км. А это соответствует расстоянию между современными устьями этих рек по восточному берегу Аральского моря. Несколько позднее, во II в. н. э., Птолемей приводит даже географические координаты этих устьев (опять-таки, по его мнению, каспийских), и снова они по широте приблизительно совпадают с современными аральскими.