Наиболее активно работает Кропоткин в Географическом обществе в 1868–1869 годах. В эти два года появилось около тридцати его научных публикаций, среди них — обобщения наблюдений следов древних ледников. Состоялись и первые его полевые исследования по теме: он ездил на остров Большой Тюттере в Финском заливе, откуда поступили сообщения о том, что на берег во время бури выброшены льдины с вмерзшими в них валунами. Противники ледниковой гипотезы использовали этот факт для подтверждения своих взглядов, но Петр Алексеевич не поверил этим сообщениям и пожелал лично исследовать таинственные камни. Группа географов высадилась на небольшой эстонский остров — три версты в длину, три в ширину. В самом деле, несколько валунов лежали на берегу, и их поверхность носила следы обработки льдами, но на них не было характерных борозд, оставляемых движущимся ледником. Вполне возможно, что эти валуны на открытом берегу действительно были «жертвами» морского льда. Но почему никто не обратил внимание на куполообразную центральную вершину этого небольшого острова? Кропоткин бегом взобрался по склону гранитного холма. Тщательно обследовав его, он обнаружил набор ледниковых «следов» — сомнений не было, потому что точно такие же купола со шрамами встречались ему в далеких Саянах. Это так называемые «курчавые скалы» и «бараньи лбы». А если снять слой ягеля, обнаружатся и оставленные ледником параллельные царапины, вытянутые в том направлении, откуда двигался древний лед.

Внимательный взгляд Кропоткина не мог этого не заметить. На объединенном заседании отделений физической и математической географии 23 сентября 1869 года энтузиаст ледниковой теории, рассказав о своих наблюдениях, заявил о новом подтверждении того, что скандинавский ледник пересекал Финский залив и продвигался на юго-восток по территории Эстонии. Пройдут годы, и научный мир признает Кропоткина главным поборником ледниковой гипотезы в России: в своих выводах он идет значительно дальше таких авторитетных геологов, как Г. П. Гельмерсен и Ф. Б. Шмидт[40]. Они осторожны в выводах, признавая возможность того, что лед покрывал лишь прибалтийские земли.

Работа в обществе захватывает Кропоткина целиком; он выступает на заседаниях отделения физической географии, как секретарь отделения ведет протоколы этих заседаний, публикует в «Известиях ИРГО» рефераты, рецензии, статьи. Тематика их разнообразна, но ощущается региональная привязка: Центральная Азия, Сибирь, полярные районы привлекают его внимание в первую очередь. Он пишет о наблюдениях буддийских монахов, совершивших путешествие через Тибет, о плавании норвежцев в северных морях, о полярном проекте австрийского картографа Августа Петермана[41], об исследованиях русских геологов Г. П. Гельмерсена и Н. П. Барботаде Марни в Европейской России, об изучении геологии Китая и Монголии (рецензия на книгу приезжавшего в Иркутск американского геолога Рафаэля Пумпелли), о торговых путях между Индией и Китаем, о судьбе бывшей Русской Америки.

В ежемесячном критико-библиографическом журнале «Знание» Кропоткин опубликовал рецензию на книгу профессора Петровской академии Г. Траутшольда «Основы геологии». Его привлекло то, что автор не побоялся включить в учебник спорную гипотезу, что было не принято. Но Кропоткин убежден, что это нужно делать, поскольку гипотезы «вызывают критическую мысль». Однако, добавляет он, «решенное должно быть строго ограничено от спорного, доказанное от недоказанного». Этому принципу следует он и в своих научных работах, среди которых сибирская тема еще долго занимает центральное место.

Материалы экспедиций позволили Кропоткину прийти к широким обобщениям. Наиболее важное из них — «Общий очерк орографии Сибири», вышедший отдельным изданием в 1875 году. Это был критический пересмотр принятой наукой схемы расположения горных хребтов Сибири, утвержденной авторитетом самого Александра фон Гумбольдта. Его построение было умозрительным, «гадательным» — Гумбольдт никогда не бывал в Восточной Сибири. Кропоткин, в сущности, тоже познакомился лишь с небольшой ее частью, но он прошел как раз через те районы, где протягивались на карте Гумбольдта соединенные горными цепями вдоль параллелей грандиозные меридиональные хребты и самый большой из них — Становой хребет, вставший «необходимым камнем» на пути казаков-землепроходцев XVII века. Кропоткин, двигаясь от золотых приисков Лены и Витима в Забайкалье, пересекал широтно направленные горные хребты и сделал вывод о том, что сверххребта не существует и что «гумбольдтова теория четырехугольных клеток, образуемых хребтами, которые идут по меридианам и параллелям, долгое время служила серьезной помехою к уразумению действительного характера Восточно-Сибирского, вернее Восточно-Азиатского, нагорья».

Использовав все имевшиеся тогда данные о горной системе Восточной Сибири, Кропоткин построил собственную орографическую схему. Интуитивно он представил себе строение огромной территории, как будто ему удалось увидеть ее сверху, с борта космического корабля. Он понял, что главную роль в строении всей Северной и Восточной Азии играют не горные цепи, а высоко поднятые плоскогорья. Более двух лет ушло у него на построение новой, собственной схемы расположения горных систем Восточной Сибири. Он собрал большой объем данных о барометрическом давлении во множестве пунктов, нанес вычисленные им высоты на карту участника Амурской академической экспедиции С. С. Шварца. «Затем последовали месяцы упорной мысли, чтобы разобраться в хаосе отдельных наблюдений. Наконец, все разом внезапно осветилось и стало ясно и понятно…»

Так был сделан первый шаг к раскрытию действительной картины рельефа азиатского материка, а конкретнее — восточной его части. Кропоткин надеялся прийти к очень широким обобщениям и изучал материалы по рельефу различных регионов. В его архиве сохранились рукописи статей «Горная цепь северо-западного края Сибирской платформы», «Горные страны прибрежья Тихого океана», «Геологические исследования Восточной Сибири». В частности, была задумана большая работа, посвященная Байкалу и его горному обрамлению. Вот названия параграфов плана этой статьи, озаглавленной «Байкальские горы и озеро Байкал»: «От В. Ангары до Баргузина», «От Баргузина до р. Селенги», «Западная часть Байкала», «Долины Уды, Хилка и Никоя», «Верхнеудинск и Селенгинск», «Страна устьев Селенги и Култука»… Судя по плану, предполагалось особо рассмотреть климат и времена года на Байкале, строение дна, волнение, возможности плавания, рыбной ловли и охоты, ледовые условия, внутренние движения воды, флору и фауну, а также административное и хозяйственное значение Иркутска и других околобайкальских населенных пунктов. Замышлялась и комплексная страноведческая работа. Но главным образом его интересовало взаиморасположение горных хребтов (орография) Восточной Сибири и всей Северной Азии; ему хотелось найти закономерность в хаотическом их переплетении, в котором не смог разобраться даже Гумбольдт.