Зимовал Н. Рычков в Челябинске. Весной 1771 г. его срочно вызвали в Орск, а летом он с военным караваном прошел по степи до р. Ишим. Он осмотрел степи по р. Ори и к востоку от Мугоджар. В походе он заболел и вернулся в Оренбург. В августе 1771 г., «чтобы не потерять напрасно время», он проехал к устью Дёмы и описал ее нижнее течение.

Результаты его исследований (с картой) опубликованы в 1770–1772 гг. Он верно заснял много рек, стекающих с Бугульминско-Белебеевской возвышенности, большую часть которой обследовал. Пусть Рычков очень кратко и бегло описал район верховьев Камы и Вятки, все же он был первым научным исследователем Верхнекамской возвышенности.

В феврале 1770 г. Паллас направил своего спутника Никиту Петровича Соколова (впоследствии академик — химик и минералог) на нижний Яик и к Каспийскому морю, сам же летом двинулся на восток до р. Сима, притока Белой, описал карстовый характер его верховья и обследовал ряд пещер. У р. Катав, притока р. Юрюзани, перед ним на юге, за небольшими отрогами, открылись «…высокие горы… [Зигальга и др.], лежащие между источниками Сима, Катава и Юрюзани».

Переправившись через Юрюзань, Паллас, следуя близ 55° с.ш. до Челябинска, выполнил первое пересечение Южного Урала через верховья рек Ай и Миасс, перевалив хребты Уреньга и Уралтау. «Эти высокие непрерывные горы повсюду лесом покрыты и… так мокры, что во время дождевой погоды и на самом верху по топям и воде бродить надобно. И потому… горы эти не только много источников и ручьев рождают, но и многие свои подземных вод сокровища на лежащую к востоку равнину изливают. Чему явным свидетельством служат как при подошве [гор], так и далее [к востоку и северу] рассеянные великие и малые озера».

Это пересечение позволило Палласу впервые выявить в строении Уральских гор меридиональную зональность — теперь выделяют шесть таких зон. Опираясь на свои материалы, он разработал схему общего строения Уральских гор, которая позднее легла в основу его теории образования горных хребтов Земли.

Паллас описал систему озер у «излучины [верхнего] Миасса», где с 1920 г. организован Ильменский заповедник. Из Челябинска он прошел в Екатеринбург по восточному склону невысокого здесь Урала, мимо многочисленных озер, также им подробно описанных, и вдоль верхней Чусовой. В начале этого пути «…места становятся гористее… каменистее и все лесом покрыты…», за 56-й параллелью леса поредели. Паллас отметил, что Чусовая вытекает «из отрога главного Уральского хребта», а ее правый, восточный берег здесь «не столь приметен, как те высокие горы, кои начинаются от Чусовой к западу», — первое указание на Уфалейский хребет.

К северу от Екатеринбурга, в истоках Туры, Паллас осмотрел знаменитое железорудное месторождение — гору Благодать, «усеянную соснами». С нее открылся хороший кругозор: «На западе виден… Уральский пояс, в том месте болотистый, невысокий и широкий, на северо-западе высокая гора Качканар». Отсюда к северу Паллас двигался на лошадях, примерно по 60-му меридиану через верхние участки рек Ляля, Лобва и Каква (все — системы Иртыша) вдоль восточного склона Урала, до 60° с.ш.

От верховьев Ляли на западе Паллас видел меридиональный «высокий хребет» — Северный Урал с покрытыми снегом вершинами. «Урал и все почти здешние места излишне болотисты и ключами изобильны». Он обнаружил, что у 60° с.ш. верховья двух горных рек системы Иртыша и Камы очень сближаются (около 5 км). «Из этой северной пустыни» он вернулся прежним путем в Челябинск и двинулся на юг вдоль восточного склона Урала; местность становилась «ровнее и ниже» и изобиловала стоячими озерцами и солонцами. Он отметил много озер между 55 и 54° с.ш. Там от Уральских гор прямо на юг вдоль 60° в.д. простиралась «цепь высоких, лесами покрытых холмов, которые под именем Окто-Карагай… [и] Джабык-Карагай разделяют ручьи, впадающие в Яик, от льющихся в Тобол».

В начале осени Паллас прекратил работу из-за болезни глаз: «сияние света причиняло нестерпимую боль». За лето 1770 г. он проследил восточный склон Уральских гор на протяжении почти 700 км. Зимовал он в Челябинске, куда в октябре прибыли Н. Рычков и Н. Соколов.

Соколов весной 1770 г. спустился по Яику примерно до 48° с.ш. и, двигаясь по «гористой, иловатой и богатой солью степи», добрался до рукава Яика с солоноватой водой, который довел его до соленого озера Жалтыр. Проехав по песчаной и безводной степи на юго-запад до 50° в.д., Соколов повернул на северо-восток, берегом моря добрался до Гурьева и в 100 км к востоку отметил ряд соленых озер, ныне превратившихся в солончаки (соры); он был первым исследователем восточной части Прикаспийской низменности. В Челябинск Соколов доставил 14 новых видов позвоночных и большую энтомологическую коллекцию. В середине октября, пользуясь теплой погодой, он описал между 53 и 55° с.ш. «многочисленные соленые, горькие и другие… озера, коими вся степь между Миассом, Уем[10] и Тоболом усеяна».

Зимой в Челябинске Паллас разработал для своего спутника, 17-летнего студента Академии Василия Федоровича Зуева, большой маршрут к берегам Карского моря для изучения северной части Урала; сам же Паллас весною отправился в Сибирь (см. гл. 11). Зуев летом 1771 г. от Обдорска на оленях двинулся на север и вскоре достиг северо-восточных предгорий Урала. «Рассеянные… лиственничные деревца и остролистные ольхи и тальники оказывались там и сям по холмам кустами; по удолам видны были то озера, то стекающие с гор… воды»[11]. По этим «от Урала к северу отошедшим горам» дорога была неровная и трудная.

От вершины Байдарацкой губы Зуев повернул на северо-запад. Он ехал «по пространной мокрой степи… озера в себе заключающей», и не раз, отделяясь от отряда, осматривал небольшие бухты. Местность стала «посуше и поровнее… однако высочайшего хребта конец еще не совсем в виду был. Это были высокие, каменные, голые, острые гор маковицы [макушки], кои за 20 верст от морского берега будто раздробились и уничтожились». Зуев проследил восточный склон Полярного Урала на 170 км до Константинова Камня и обогнул его с севера.

Еще несколько дней Зуев продвигался до устья Кары вдоль все понижавшихся гор, «в коих Уральский хребет пропадает и меж коими болотистые удолы лежали»: он открыл юго-восточный край хребта Пай-Хой. Холодное лето подходило к концу, Зуев повернул обратно и в январе 1772 г. нагнал Палласа у Красноярска. Всего он проехал на оленях более 600 км «через северную болотистую страну, тундрой называемую… до Карского морского залива, доставил первые известия о состоянии и естественных продуктах сей северной страны и северной части Уральского горного хребта». Он составил словари хантыйского, мансийского и ненецкого языков и написал одно из первых подробных сочинений о ненцах.

Вернувшись из Сибири в Челябинск, Паллас в марте 1773 г. прошел на северо-запад «через весьма суженный Урал, состоящий из …мало возвышенных гор, поросших редким лесом», до р. Уфы (у 56° с.ш.). Следуя на запад через верхнюю Ирень (приток Сылвы), он вышел к р. Танып (примерно у 56° в.д.), и на западе перед ним открылась «прекрасная… многие версты в ширину простирающаяся равнина — междуречье Белой и Камы; напротив, [пройденная] страна гориста, поросла весьма густым хвойным… лесом». Итак, Паллас второй раз пересек Урал на одном из самых низких и широких участков. Камы он достиг у 54° в.д. Весной Паллас проехал через центральную часть Сарапульской возвышенности («через нарочитые возвышения»), переправился через Каму, двинулся на юг, примерно вдоль 53-го меридиана, по Бугульминско-Белебеевской возвышенности и пересек Общий Сырт. Паллас дал ему первую правильную характеристику: «…отделяется от главной полосы хребта, простирается в юго-западную сторону и несправедливо называется продолжением настоящего Урала… По отделению от себя многих побочных отрогов… между Яиком и Самарой [он постепенно] сужается и, протягиваясь узкой полосой холмов в степь, теряется между Яиком и Волгой».