Первая научная работа Ю. Шокальского выполнена им во время службы при Главной физической обсерватории, где он заведовал отделением морской метеорологии и предупреждений о штормах. Много лет он был заведующим Главной морской библиотекой, основанной Петром I и хранившей множество книг по океанологии. С 1907 года Ю. Шокальский становится руководителем всех работ Главного гидрографического управления по исследованию морей и океанов. Это именно он ввел в науку понятие «Мировой океан», которым теперь пользуются океанологи всего мира. Только в преклонном возрасте, когда Ю. Шокальскому исполнилось 67 лет, он организовал свою первую (и единственную) морскую экспедицию на Черное море. Правда, она была довольно продолжительной и длилась целых 12 лет. За 53 научных рейса на разных судах Ю. Шокальским и его помощниками проведено 1600 гидрологических станций и дополнительно получено около 2 тысяч биологических и грунтовых проб. В результате Черное море стало одним из наиболее полно изученных морей мира. Научные заслуги Ю. Шокальского получили широкое признание. В 1914 году его избрали вице-президентом Русского географического общества, а последние 23 года жизни он был его неизменным президентом. В числе 1400 научных трудов Ю. Шокальского имеется много крупных обобщающих произведений. Его капитальный труд «Океанография» отмечен премиями Русской и Парижской академий наук.
В начале XX века корабли свободно ходили почти по всему Мировому океану, только Северный Ледовитый океан все еще был слабо изучен и недоступен для мореплавания. Многие смелые полярники, пытавшиеся проникнуть в глубь Арктики, чтобы исследовать ее и освоить, поплатились за это жизнью. Хотя «Фрам» доставил массу информации из высоких широт, еще больше вопросов долгое время оставалось без ответа. Между тем сведения о Северном Ледовитом океане были совершенно необходимы всем приполярным странам, особенно России с ее северным побережьем, протянувшимся на тысячи километров. Необходимость установления Северного морского пути наиболее остро стала ощущаться после окончания гражданской войны, так как в эти годы началось интенсивное освоение севера нашей страны.
По берегам полярных морей была создана сеть баз и метеорологических станций, где поселились энтузиасты-зимовщики, которые вели научные наблюдения и информировали корабли о состоянии погоды и ледовой обстановке. Тогда же зародилась и достигла огромных успехов советская полярная авиация. Тем не менее Северный морской путь был еще ненадежным. Отдельные суда проходили от Баренцева моря до Берингова в одну навигацию, но другим это не удавалось, и тогда они вмерзали в лед. В 1934 году, немного не дойдя до Берингова пролива, был раздавлен льдами и затонул большой пароход «Челюскин». Весь мир с тревогой следил за судьбой людей, оказавшихся в палатках на льду Чукотского моря.
Среди населения «Лагеря Шмидта» были не только моряки и опытные «полярные волки», там находились женщины и дети, в том числе крошечная Карина, которая родилась во время плавания в Карском море. У всех еще были живы воспоминания о недавней гибели дирижабля «Италия» и огромных усилиях спасти генерала У. Нобиле и тех его спутников, которые уцелели после катастрофы во льдах неподалеку от суровой Земли Франца-Иосифа. Тогда погиб знаменитый полярный исследователь Р. Амундсен, вылетевший на двухместном самолете «Латам» на поиски пропавших аэронавтов.
К счастью, с челюскинцами все обстояло иначе. Они сразу же приступили к постройке аэродрома, и вскоре наши летчики, первые Герои Советского Союза, вывезли потерпевших кораблекрушение на Большую землю. Благодаря их отваге, умелой организации и новой технике жизнь многих людей была спасена, но проблема освоения Арктики этим, конечно, не разрешалась. Чтобы сделать Северный морской путь действительно надежным, требовалось для изучения всего арктического бассейна приложить силы в десять раз большие.