Макаров стал расспрашивать местных жителей, но они ничего достоверного не могли ему сообщить. Иностранные моряки, долго плававшие в тех местах, единодушно отвечали на его расспросы, что два течения в Босфоре – это сказки. Тогда командир «Тамани» принялся за изучение специальной литературы. В старых книгах имелись сообщения о двух противоположных потоках в проливах и даже приводились соответствующие доказательства. Ученые – современники Макарова держались, однако, противоположного мнения. Английский капитан и гидролог Спратт, исследовавший Босфор в 1870 году и издававший его карты, решительно утверждал, что никакого нижнего течения в проливе нет. Мнение Спратта считалось последним и авторитетным приговором науки.

Чем более сложной была задача, тем больший интерес к ее решению проявлял Макаров. Так случилось и на этот раз. Пользуясь непривычно спокойной обстановкой своей новой должности, он начал производить в Босфоре опыты. Никакого специального оборудования или приборов для этой цели на «Тамани» не имелось, «...я не рассчитывал изучать течение в Босфоре, – рассказывал впоследствии Макаров, – а поэтому не только не был должным образом знаком с литературою предмета, но и не запасся соответствующими инструментами». Действительно, в Константинополе трудно было достать необходимые для работы книги. Макаров знал, что еще в 1681 году в Риме было издано (по-латыни) сочинение итальянского ученого с характерным для своего времени заглавием: «Наблюдение над Босфором Фракийским, или проливом Константинопольским, изложенное в письме ее святейшему королевскому величеству Христине, королеве шведской, Луиджи Фердинандом Марсальи». Ровно за двести лет до Макарова итальянец обнаружил два течения в Босфоре. Точка зрения Марсальи была известна ученым, но не признавалась ими.

Макаров очень хотел ознакомиться с самим оригиналом. Сделать это оказалось, однако, непросто, книга была редкой. Командир стационера воспользовался своей причастностью к дипломатической службе и через посольские каналы навел розыск. Книга отыскалась, и вот Макаров читает ее. Читает медленно, поминутно заглядывая в словарь, с трудом продираясь сквозь витиеватую средневековую словесность. Вскоре стало ясно: сочинение старого ученого мало могло ему помочь, ибо очень уже изменился за два века метод научных исследований и доказательств.

Если книги хоть и с грехом пополам удавалось достать, то с приборами дело обстояло куда хуже. Кое-что Макаров сумел исхлопотать в Николаеве, где находилась база Черноморского флота: ему доставили батометр, ареометр и несколько других инструментов для изучения удельного веса, температуры и солености воды. Но этих приспособлений было недостаточно для исследований широкого масштаба. А где взять их? Ведь не покупать же в константинопольском магазине! Турки не хуже Макарова понимают стратегическое значение пролива, и их контрразведка не замедлила бы поинтересоваться: зачем это специалисту по минному делу изучать босфорские воды? Итак, измерять скорость течения было нечем. И тогда Макаров... изобрел необходимый ему прибор. Для описания его предоставим слово самому конструктору: «Сделанный мною инструмент для определения скорости течения на глубине весьма удался, он заключается в винте, вращающемся от действия течения. При каждом обороте винта колокольчик, привязанный к нему, делает один удар, и таким образом на поверхности можно считать, сколько оборотов делает винт, а следовательно, знать скорость течения.

Первоначально мы могли слушать удары колокольчика только на глубине не более 5 сажен, но затем, когда инструмент был улучшен и найден прекрасный способ выслушивания ударов из кормового трюма, то число оборотов можно было считать даже у самого дна пролива на глубине 22 сажен».

Командир «Тамани» приступил к практическому изучению Босфора, не дожидаясь, пока у него появятся все необходимые приборы и книги. Метод исследований, найденный им, был весьма интересным и, как часто бывает в подобных случаях, весьма несложным. На самой обыкновенной шлюпке Макаров с несколькими офицерами и матросами выходил на середину пролива. На глубину опускался обычный бочонок, наполненный водой. Гребцы убирали весла и... И открывалось поразительное явление: шлюпка с опущенным грузом шла против видимого течения! Поверхностный слой воды увлекал ее в сторону Мраморного моря, но бочонок попадал в нижнее течение и служил своеобразным подводным парусом, двигая шлюпку в обратном направлении.

Итак, два течения в Босфоре существовали. Однако пока это была еще гипотеза, предположение, а не научно установленный факт, и Макаров прекрасно понимал, что работа только началась. Для того чтобы сделать научно обоснованный вывод, следовало провести большое число подобных опытов, исключающих всякую случайность. А раз так – вперед, за дело, засучив рукава!

Как обычно, энтузиазм Макарова увлек окружающих. Весь экипаж «Тамани» не за страх, а за совесть помогал своему командиру. 22 января 1882 года он сообщал в Петербург, что им «сделано уже до 500 наблюдений над верхним и нижним течениями». Одновременно изучались плотность и соленость воды, температурный режим и т. д.

Таков был размах исследований!

Позже Макаров рассказывал о своей работе на Босфоре:

«Аппетит приходит во время еды», – говорят совершенно справедливо французы. Когда я убедился, что нижнее течение существует, то захотелось точно определить границу между ним и верхним течением. Когда сделалось очевидным, что граница эта идет по длине Босфора не горизонтально, а с некоторым наклонением к Черному морю, захотелось выяснить этот наклон, наконец захотелось выяснить подмеченные колебания границы между течениями, в зависимости от времени года и дня, от направления ветра и пр. Точно так же было интересно определить относительную скорость течения на разных глубинах и распределение воды по удельному весу.

Одно наблюдение вызывало другое, и в сумме к концу моего командования, т. е. к осени 1882 г., накопился довольно большой, хотя и весьма разбросанный материал...»

Работа осложнялась тем, что Макаров не имел никаких официальных поручений и разрешений для такого рода работы. А турки весьма подозрительно наблюдали за кораблем своего недавнего военного противника и частыми шлюпочными прогулками его командира. В этих условиях проводить дальнейшие опыты на шлюпках было рискованно и, кроме того, крайне неудобно. К несчастью, «Тамань» стояла далеко от фарватера, а менять место стоянки без разрешения турецких властей стационеры не имели права.

И тут Макарову помог случай. Однажды в Константинополь пришел английский корабль и отдал якорь около той бочки, у которой стояла «Тамань». Макаров схитрил. Он не препятствовал англичанам стать рядом (хотя имел на это право). А потом приказал поднять якорь и перевести стационер на другое место – как раз на середину фарватера! Представителям турецких властей, которые не замедлили потребовать у него объяснений, Макаров заявил, что он не может стоять с другим судном около одного мертвого якоря, этим, мол, и вызвана перемена места его стоянки. На всякого рода переговоры по этому поводу ушло около пяти дней. Все это время Макаров потратил на опыты, которые проводились теперь в гораздо более благоприятных условиях, чем раньше на шлюпках. Когда русский стационер должен был наконец покинуть средину фарватера, материал многочисленных исследований позволил сделать твердое заключение: да, в Босфоре на разных уровнях существуют два противоположных течения.

Весну и лето Макаров провел в энергичных трудах. Как всегда, его хватало и на другие дела. Он написал несколько объемистых записок о способах ремонта кораблей, о боевой подготовке экипажей и т. п. А кроме того, он был мужем молодой красивой женщины – положение, обязывающее ко многим хлопотам. Макаров и его элегантная супруга регулярно посещали приемы и рауты, на которые так богат дипломатический быт. Капитолина Николаевна пользовалась неизменным успехом – светская жизнь оказалась истинной ее стихией. Да и Макаров, хоть стихия его была совсем иная, тоже умел себя показать. Он прослыл хорошим рассказчиком, остроумным собеседником, свободно объяснялся на нескольких европейских языках. В семье Макаровых появился уже первый ребенок, дочь Оленька – предмет восторженного обожания отца.