Осматривая руины, Литке убедился: жители давно покинули город, и только на противоположной стороне острова в первобытных условиях обитала горстка туземцев. К сожалению, все сведения о Понапе, собранные Литке, затерялись в архивах Русского географического общества и никогда полностью не публиковались.
В 1857 году руины Нан-Мадола поверхностно обследовал американец Л. Гьюлик, а чуть позже поляк И. Кубари, поселившийся на острове, составил первый подробный план руин. В 1896 году на Понапе появился англичанин Ф. Крисчен, исследователь бесцеремонный и бесчестный. Руководствуясь планом Кубари, он подверг руины Нан-Мадола настоящему ограблению и сам чуть не погиб от рук местных жителей, после того как разграбил несколько почитаемых туземцами древних гробниц.
Наиболее серьезное археологическое изучение Нан-Мадола предпринял в конце XIX — начале XX века немецкий ученый Пауль Хамбрух, который установил: все островки внутри лагуны искусственного происхождения! Неведомые строители привозили с севера острова базальтовые плиты, укладывали их рядами вдоль и поперек, а если блоки были неправильной формы, промежутки между ними заполняли коралловым щебнем. Верхние части большинства платформ были плоскими, удобными для возведения построек. Во время сильных приливов пространство между платформами затоплялось, и городок покрывался сетью каналов, напоминая маленькую Венецию. Хамбрух нанес на карту девяносто таких искусственных островов. Обнаружил он и искусственные водоемы, фундаменты дворцов и храмовых построек.
В 1908 году вышла в свет книга Хамбруха, посвященная исследованиям Нан-Мадола. В ней ученый выдвинул предположение о том, что на Понале в течение нескольких столетий действовал религиозно-культовый центр микронезиицев, куда совершали паломничества жители других островов Океании. Об этом свидетельствовали и легенды, записанные Хамбрухом со слов аборигенов. Согласно этим преданиям, некогда островом управлял князек Сау Делеур, имя которого постепенно стало титулом и означало — король-жрец. Таких сау делеуров было пятнадцать, а потом династия угасла. Именно этой династии принадлежит заслуга возведения каменных построек на искусственных островках. Ученый определил начало строительства священного города примерно V веком н.э. В 1958 году это подтвердила экспертиза, проведенная исследователями из США.
Немецкий археолог записал легенду островитян о главной богине Нан-Мадола, черепахе Нанунсунсан. Для нее построили дворец с бассейном, а саму богиню украшали перламутром. В дни праздников жрецы возили ее на лодке вдоль каналов и от ее имени выкрикивали прорицания. Затем богиню жарили и торжественно съедали. Американцы в 1958 году на дне заболоченного водоема внутри храма нашли тысячи панцирей таких богинь.
К 1914 году Хамбрух и другие исследователи установили: в Нан-Мадоле было около восьмисот каменных сооружений, включая крепостные стены и портовые постройки. Главный храм воздвигнут из мегалитических блоков. Под этим храмом обнаружилась сеть туннелей и каналов, по которым туда могли проникать люди и лодки. В другом храме меньших размеров внутренняя часть представляла собой как бы вывернутую пирамиду. Это очень сложный архитектурный прием. Вокруг всех зданий Нан-Мадола возведена крепостная стена циклопической кладки.
Археологические открытия на Понапе породили множество фантастических и невероятных гипотез. Одни ученые утверждали: на острове обнаружены остатки легендарной Лемурии; другие видели в циклопических каменных постройках плоды деятельности колонизаторов-инков, якобы прибывших на остров из Перу. Высказывалась и гипотеза, будто Понапе был форпостом египетских фараонов на Тихом океане. Позже некоторые популяризаторы заявят, что сооружения Нан-Мадола — дело рук инопланетян.
В XX веке археологические изыскания на Понапе прерывались мировыми войнами. Во время Второй мировой войны Каролинский архипелаг был оккупирован Японией. В 1946 году остров стал протекторатом США, и доступ к древним развалинам был опять закрыт: на соседних островах американцы планировали испытания ядерного оружия.
К серьезным исследованиям Нан-Мадола американские археологи смогли приступить лишь в 1958 году. Из рассказов туземцев они узнали, что во время оккупации японцы вели раскопки во многих частях острова, что-то находили и увозили. Рассказывали о каких-то металлических предметах, скульптурах и саркофагах. Американцы послали официальный запрос в Токио, но японские власти ответили, что им ничего об этом не известно.
Американцы с большим размахом исследовали Понапе до 1986 года и сделали за это время множество археологических открытий. На 58 островках внутри лагуны они обнаружили усыпальницы жрецов и племенных вождей. Правда, большинство могил были разграблены, и мумии сильно разложились от соприкосновения с воздухом. Вероятно, тут поработали японцы, а может быть, и печально известный Крисчен. Однако удалось установить: туземцы использовали оригинальный, больше нигде не встречающийся способ бальзамирования — тела умерших высушивались на солнце, а затем пропитывались кокосовым маслом и отваром из рыбьих костей и акульих хрящей.
Более же всего исследователей поразила продуманность всех портовых сооружений, защищенных от мощного в этих краях прибоя волноломами и искусственными рифами. Узкие проходы в лагуну Нан-Мадола были защищены от непрошеных гостей башнями-бастионами, которые охраняли лучники: базальтовые наконечники стрел археологи находили повсеместно.
Археологи определили остров, где был дворец главного правителя. Вокруг него расположились маленькие островки, где готовили блюда для пиров. На других добывали кокосовое масло, ваниль, изготовляли утварь для дворцов и храмов. Каменное строительство в Нан-Мадоле угасло в начале XV века. Население ушло на северную часть острова, вернулось к первобытному образу жизни и больше в Нан-Мадол не возвращалось. Более того, жрецы наложили табу на каменные руины. На этом исследования закончились, и остров Понапе открыли для туристов.
Американские исследователи убедительно доказали оригинальность и самостоятельность понапийской культуры, опровергнув все предположения о влиянии на нее других народов. После археологов за дело взялись этнографы, работа которых подчас напоминает криминалистику. Голландские, бельгийские и норвежские исследователи Океании начали изучать сказания туземцев Понапе и соседних островов. Легенды многое прояснили. Согласно древним преданиям, в стародавние времена Понапе захватило воинственное племя с одного из Каролинских островов. Захватчики были необыкновенно амбициозны, считали себя высшими существами, полубогами. Из этой веры вырос религиозный культ, целью которого было достижение абсолютного физического бессмертия. Вожди этого племени создали на Понапе неприступную твердыню и культовый центр, ставший резиденцией вождей, высших жрецов и предводителей пиратов. Все они объединились в тайное общество посвященных, напоминающее европейские духовно-рыцарские ордена, но с ритуалами каменного века. Члены общества верили: при точном соблюдении всех обрядов и ритуалов их культа наступит время, когда каждый посвященный в конце жизни будет уходить в океан, превратившись в загадочное и всемогущее существо аку, или шопу, и в этом состоянии жить вечно. Возможно, поэтому понапийцы обожествляли акул и морских черепах. Акул они считали хранителями океана и своими предками, а долгожительницы черепахи рассматривались ими как олицетворение бессмертия. Даже сегодня некоторые жители Микронезии считают: если черепаху не убьют, она живет вечно.
Чтобы вступить в понапийский орден, кандидату нужно было принять новое имя и дать клятву, что по приказу главы ордена он, не колеблясь, будет убивать людей без различия пола и возраста. После ритуала, во время которого кандидат изображал буйное неистовство, он давал вторую клятву — обещание приносить дары жрецам и привозить рабов вождю племени, возглавлявшему тайное общество. В первобытном ордене были многочисленные степени посвящения. Переход из одной степени в другую отмечался нанесением соответствующих татуировок и сопровождался трудными испытаниями: например бесстрашным плаванием среди акул.