關於北極圈的知識，人們是通過最了不起的勇氣和耐力緩慢獲得的。發現北極圈的過程是一個英雄般的故事，故事的主人公以其對冒險和科學的熱愛征服了北極冬季的恐怖、長達半年的黑暗、孤獨、過度的寒冷和飢餓的危險。
我們前文提到的所有探索活動基本上都是出於某些實際的目的而進行的，例如為了到香料群島去做生意或者發大財。即便是戴維斯、弗羅比捨、哈得孫和巴芬尋找西北航道，巴倫支和錢德勒尋找東北航道的短途旅行，也是為了追求商業利益。只有從詹姆斯·庫克開始，才算是拉開了科學探索的序幕。雖然此前白令的探索活動是奉彼得大帝之命去解決地理問題，但沙皇的最終目的是滿足俄國擴張的野心。白令和庫克解決了亞洲和美洲兩塊大陸之間的關係問題，但是北極圈內大陸以北的情況是怎樣的？這就是19世紀需要解決的問題。對於北極圈，在20世紀初的地圖上，只有1000平方英里左右的地方是空白的。
關於北極圈的知識，人們是通過最了不起的勇氣和耐力緩慢獲得的。發現北極圈的過程是一個英雄般的故事，故事的主人公以其對冒險和科學的熱愛征服了北極冬季的恐怖、長達半年的黑暗、孤獨、過度的寒冷和飢餓的危險。在這裡，我們不可能講述人類北極探險的各種驚心動魄的細節，我們關心的重點是，人類到北極圈的歷次探險帶來了哪些新的地理知識。在東半球，北極地區被很多大型島嶼環繞，其中多數都是早期探險家發現的。我們已經知道公元10世紀挪威人是如何登上格陵蘭島並在此定居的。1556年，在多次尋找西北航道的探險中，布羅看到了新地島，但新地島的名字（Nova Zembla，在俄語裡是“新發現的土地”的意思）說明它最初是由俄國海員發現並命名的。巴倫支是斯匹茨卑爾根的發現者。西伯利亞以北那些大小島嶼的發現則應歸功於俄國的迪斯琴涅夫和白令等人的探險；而北美大陸北面錯綜複雜的島嶼網絡是由探險家們在尋找西北航道時逐漸考察的。確實，北極圈中的大部分地理發現都是探險家們為了尋找西北航道這個虛無縹緲的目標而無心插柳而成，它們反過來又鼓勵人們在北極圈進一步探索。
1595年版的北部極地地圖
此後，北極圈探險史揭開了全新的一頁。1818年，在約瑟夫·班克斯爵士的影響下，人們展開了兩次探險，目的是尋找西北航道和抵達北極點。前一次探險是“伊莎貝拉”號的約翰·羅斯和“亞歷山大”號的W.E.帕裡進行的；在後一次的極地探險中，約翰·富蘭克林航行至特倫特。這兩次探險都不成功，但羅斯和帕裡確認了巴芬的發現。儘管如此，兩年後，人們還是組織了兩次探險，再次尋找西北航道。其一經由陸路，由富蘭克林領隊；另一次經由海路，是帕裡負責。帕裡來到北美洲頂端的中點處，發現了一個以他名字命名的群島，到達西經114°線，並因此獲得英國議會發給他的5000英鎊，以獎勵他作為第一個航行至110°經線以西的水手。接著，帕裡沿著班克斯蘭德北上，如果當時那裡的海峽沒有被冰封住，他可能會順利找到西北航道。1822年至1824年間，在前後相繼兩次的探險活動中，帕裡對他所發現的海岸地區加深了瞭解，但沒有成功地再次到達第一次探險中他去到的如此靠西的地方。這在某種程度上打擊了政府支持探索事業的信心。1829年，倫敦警長菲利克斯·布斯先生也組織了一次探險，他派出輪船“勝利”號，約翰·羅斯擔任隊長。羅斯發現了布西亞費利克斯，他的侄子詹姆斯·C.羅斯證明，此地屬於美洲大陸，他沿著此處的海岸線到達富蘭克林海角，並在布西亞費利克斯的阿德萊德角確定了北磁極的位置。在北極圈度過了5年之後，羅斯及其同伴（他們已經被迫放棄了“勝利”號）遇到一艘捕鯨船，該船將他們帶回國。
約翰·富蘭克林
我們必須在此重新提到富蘭克林，眾所周知，他是由英國海軍部派去考察美洲北岸的，當時那裡只有兩個地點得到了確定——分別由赫恩和麥肯齊發現的科珀曼河與馬肯吉河的入海口。直到1821年，富蘭克林才得以從科珀曼河河口出發，乘兩條獨木舟向東行進，他沿岸航行，一直來到科爾維爾角並為此地親自命名。這時，船上的食物只剩下可以吃三天的乾肉餅。在艱苦的條件下，他們靠吃苔蘚和烤皮革充飢，克服重重困難，設法回到了原先出發的基地。4年後，即1825年，富蘭克林展開了同一目標的探險，這次是從馬肯吉河河口出發，他派同伴理查德森打通馬肯吉河和科珀曼河之間的海岸路線，富蘭克林本人則向西與比奇上校的“布魯姆”號會合，該船的任務是到白令海峽接回比奇的同伴。理查德森十分成功地考察了馬肯吉河和科珀曼河之間的海岸線；而比奇雖然成功環繞了冰角，並且沿岸來到巴羅角，卻沒有找到富蘭克林，當時富蘭克林就在距離比奇160英里之內的利特恩礁。而這160英里是直線距離，因為有科爾維爾角的阻隔，航行距離是222英里，富蘭克林當時位於陸地的最東端，即富蘭克林角。1837年，在乘小船沿岸航行1408英里後，T.辛普森抵達J.C.羅斯當年到達的最西端。到目前為止，辛普森的紀錄仍未被打破。與此同時，在1833年，C.J.拜克發現了大魚河並來到河口。在順流而下的路途中，船遇到了急流，這時一支船槳斷了，船員們開始大聲禱告，這時隊長喊道：“現在是禱告的時候嗎？劃右船舷的槳！”
此時，在南極地區的探險活動收穫更大。庫克認為，南極位於傳說中的澳大利亞大陸的包圍之中，他向南最遠到過南緯71.10°，並在那裡發現了巨大的冰障。1820年至1823年間，威德爾訪問了合恩角南部的南設得蘭群島，在當地極冷的環境中發現了一座活火山。他最遠來到南緯74°，但沒能找到該處的陸地。1839年，貝蘭尼發現了以他名字命名的群島，島上有一座12000英尺高的火山，伯克島上甚至還有一座活火山。1839年，迪蒙·迪維爾領導的一支法國探險隊再次訪問和探索了南設得蘭群島；第二年，美國海軍的威爾克斯上尉發現了以他的名字命名的土地。然而，南極洲最驚人的發現是J.C.羅斯爵士做出的，1840年，英國海軍部派他確定地球的南磁極，我們知道，他已經發現了北磁極。羅斯率領兩條船——“伊裡布斯”號和“特羅”號，發現了維多利亞地和兩座活火山，甚至發現它們正從冰雪之中噴湧岩漿，他以兩艘船的名字為火山命名。1842年1月，羅斯來到最南端，南緯78°，他返回之後的半個多世紀時間裡，很少有人組織南極探險。“伊裡布斯”號和“特羅”號從南太平洋返航途中，政府將這兩艘船的使用權交給了富蘭克林（因為他之前的發現，富蘭克林已經獲封騎士）。1845年5月26日，他率領129名船員和2條船出發了，船上的物資能夠用到1848年7月。1848年7月26日，一艘捕鯨船最後一次看到他們，當時他們正準備通過蘭開斯特海峽。跨越最北端的北緯77°線，通過威靈頓海峽之後，富蘭克林不得不在比奇島過冬。第二年（1846年9月），他的兩艘船在維多利亞海峽被冰塊包圍，距離威廉國王地只有12英里左右。奇怪的是，次年（1847年），J.雷又奉命從哈得孫灣的瑞普爾斯角出發，沿布西亞東岸航行，以便考察羅斯和富蘭克林在哈得孫灣附近探險路線之間的區域。1847年4月18日，雷到達布西亞的一個海角，距離在布西亞另一側的富蘭克林不到150英里。不到兩個月後，即6月11日，富蘭克林死在“伊裡布斯”號上，他船上的物資只夠使用到1848年7月，而且1847年一整年都被困在浮冰中間。代理隊長克羅澤帶著105名倖存者棄船，試圖到拜克發現的大魚河去。他們沿著威廉國王地西岸一路掙扎，但未能抵達目的地；疾病和飢餓使隊員的數量逐漸減少。一位愛斯基摩老婦目睹了這一令人悲傷的過程，後來，她告訴麥克林托克，當時有隊員一邊走一邊倒下。
南北半球
由於一直沒有富蘭克林的消息，恐慌開始蔓延。1848年，理查德森和雷奉命沿陸路搜尋。同時，兩艘船被派到白令海峽尋找富蘭克林。另外兩艘船——“考察者”號和“進取”號——在J.C.羅斯的指揮下，穿過了巴芬灣。雷抵達維多利亞地的東岸，來到距離富蘭克林的兩艘船被棄之處50英里的地方；然而直到1853年，他第二次從陸路前來搜尋的時候，才獲知兩艘船的信息。在佩利灣過冬之後，即1854年4月20日，雷遇到一個年輕的愛斯基摩人。對方告訴他，4年前，在威廉國王地西岸，有人看到40個白人拖著一條船向南走，幾個月後，愛斯基摩人發現了其中30個人的屍體，他們佩戴著繪有富蘭克林探險隊特有圖案的銀飾。進一步的搜尋一直持續到1879年，美國海軍上尉F.施瓦特卡發現了富蘭克林探險隊隊員的好幾處墳墓和遺骸。
1848年，分別從大西洋和太平洋出發的兩次海路搜尋都一無所獲。兩艘船試圖從東面接近富蘭克林未果後，1850年，R.柯林森上尉和麥克盧爾上尉又想率領“進取”號和“考察者”號通過白令海峽自西面搜尋。“考察者”號上的麥克盧爾沒有按照命令等候柯林森，他獨自率隊進發，發現了班克斯蘭德，後來在威爾士王子海峽被浮冰包圍。1850年至1851年間，他試圖從這條海峽到帕裡海灣去，卻沒有成功。不過，1851年8月至9月間，麥克盧爾設法沿著班克斯蘭德來到它的最西北端，然後成功地通過了以他的名字命名的海峽，抵達巴羅海峽，由此完成了沿西北航道的第一次航行。但是，在1853年，他們被迫放棄了“考察者”號。“進取”號上的柯林森一路緊跟麥克盧爾，但並沒有追上他。柯林森試圖通過南方的多爾芬海峽環繞阿爾伯特王子地，最後他們來到了劍橋灣，這裡是海路上距離富蘭克林探險隊最近的地方。柯林森不得不向西返航，1855年，出海5年零4個月之後，他回到英國。
1851年，在東線執行搜尋任務的船隻不下十餘艘——在富蘭克林夫人的呼籲下，英美海軍組織了兩次搜尋任務，一次是由英國個人單獨進行的，另一次是美國政府和個人合作進行，兩次都是在蘭開斯特海峽搜尋，那裡是人們最後見到富蘭克林的地方。結果，他們只找到了三座墳墓，這三個人死於富蘭克林探險的早期，被埋在比奇島。1852年，愛德華·貝爾徹爵士率領4艘船奉命出發。在第二年，貝爾徹幸運地找到了麥克盧爾和“考察者”號並幫助他完成了西北航道的首航。為此，在1863年，貝爾徹獲得了國會10000英鎊的獎勵。但貝爾徹不得不放棄他大部分的船，其中之一的“堅毅”號漂流了1000多英里，被一艘美國捕鯨船發現，美國人將其修好後送還了女王和英國人民。
儘管已經做出上述所有努力，人們還是沒有找到富蘭克林及其隊員，而雷博士幾乎已經確定了他們可怕的命運。但富蘭克林夫人對這些模糊的消息並不滿意，儘管已經花掉了35000英鎊的個人經費（大部分來自她的個人財產），但是她仍決心再組織一次探險。1857年，麥克林托克乘坐蒸汽遊艇“狐狸”號出發了，他是使用雪橇方面的大師。1858年，麥克林托克在比奇島為富蘭克林探險隊豎立了一塊紀念碑，然後沿著皮爾海峽前進。1858年至1859年間的冬天，他在當地人中間四處打聽消息。5月25日，他循跡來到威廉國王地，找到一具臉朝下趴在地上的人類骨架，其姿勢說明這個人是在行走中倒下的。與此同時，麥克林托克的同伴霍伯森發現了富蘭克林探險隊的一份記錄，它簡單敘述了1845年至1848年間的事情。1859年，麥克林托克攜帶著這份說明富蘭克林探險隊命運的資料返回英國，他不僅弄清了富蘭克林等人的下落，還探索了威廉國王地周邊800多英里的海岸地區。
可見，藉著尋找富蘭克林探險隊的機會，探險家們考察並掌握了北美洲北部星羅棋布、錯綜複雜的島嶼群的情況。然而，他們之中沒有人跨越過北緯75°線，到過更北端的地方。早在1616年巴芬就發現了這個事實，只有通過史密斯海峽才能到達北緯80°的地方。直到1852年，英格菲爾德乘“伊莎貝爾”號（富蘭克林派出的船隻之一）才打破了巴芬的紀錄，又向北行進了40英里。1853年，在兩名美國公民（格林尼爾和皮博迪）的慷慨資助下，凱恩率領“前進”號向北極進發，他通過了史密斯海峽和羅伯遜海峽，來到以他的名字命名的海域。在兩年的時間裡，他繼續探索了格林尼爾島以及鄰近的格陵蘭海岸。後續的考察包括1860年海耶斯和10年後霍爾的探險，這些維持了外界對史密斯海峽及其周邊地區的興趣。1873年，奈爾斯上尉（後來的喬治爵士）基本上完成了格林尼爾島的考察，他的其中一位副手，佩勒姆·奧爾德裡奇成功到達北緯82.48°線。大約在同一時間，佩爾和維普拉切特領導的奧地利探險隊探索了北極已知的最高地，這裡大部分位於東部，他們以奧地利皇帝的名字將其命名為弗朗茨約瑟夫地。
愛斯基摩人的陶拍
此時，諾登斯基爾德教授（後成為男爵）對東北航道的成功探索激起人們對北部地區的興趣，1858年至1870年間，他在北極圈進行過七八次探險。1875年至1876年間的兩次探險中，他首次摸清了在夏季從挪威到葉尼塞河河口去的路線。自那時起，經常乘坐商船從英格蘭到葉尼塞河河口去的威金斯船長就利用這條路線實現商業目的。隨著西伯利亞的開發，毫無疑問，這條路線的商業重要性將愈加突出。諾登斯基爾德教授在他發現的捷徑的鼓勵下，決定從那裡沿海岸前往白令海峽。1878年，他乘坐“勒拿”號從維加出發，還有一艘運煤船陪同，為其提供燃料。8月19日，他們經過切柳斯金角——舊大陸的最北端。從這裡，“勒拿”號朝勒拿河河口的方向行駛，9月12日抵達諾斯角，距白令海峽不到120英里。1778年，庫克曾經從東面來到這裡。遺憾的是，海面上浮冰密度太大，他們無法到更遠的地方去，只得在進退兩難中等候了10個多月。1879年7月18日，冰層破裂。兩天後，“勒拿”號成功地環繞伊斯特角，來到亞洲最東的海岸，完成了西北航道的探索。自此，付出艱苦努力終於取得勝利的諾登斯基爾德男爵開始研究早期地圖歷史並出版相關著作，他出了兩本有價值的地圖集，包括中世紀的地圖和海圖的復本。
大眾對北極探險的興趣再次被激發起來，所有文明國家合力組織極地探險活動。1879年，漢堡舉行了國際極地會議，大會決定在1882年至1883年間派人在北極點周邊建立科學觀測站，以便研究北冰洋的情況。不少於15支探險隊奉命出發，有的去到北極地區，但大部分都在北極點附近。與推動地理大發現的成果利益化相比，他們的興趣更在於進行實質的發現。但其中一支由A.W.格裡利領導的美國探險隊再次接起考察史密斯海峽及其出口的任務，格裡利的隊友洛克伍德中尉成功抵達北緯83.24°，距離北極點不到450英里，這是那時人類到過的最靠北的地方。格裡利的探險隊還成功地證明了，雖然四周有很多浮冰，格陵蘭島上並沒有那麼多的冰層覆蓋。
迄今為止，探索北極地區的通用方式是，先在北極圈內建立一個基地，儲存足夠多的食物和補給，然後盡可能遠地向目標方向推進，當物資短缺時，可以返回基地獲取給養。但是，1888年，弗裡德約夫·南森博士選擇了一個大膽的方法來探索格陵蘭島腹地。他從東海岸攜帶補給出發，那裡沒有任何居民，然後開始橫穿格陵蘭，他的性命取決於探險是否成功，因為他沒有在後方建立基地，返回也無濟於事。最終，他極為成功地實現了目標。此後，在1892年至1895年間，佩裡上尉又按照南森的方法進行了兩次成功的嘗試，他甚至去到了比南森的足跡緯度更高的地方。前述大膽計劃的成功，促使南森嘗試一個更大膽的計劃。他相信，鮑德溫1901年從弗朗茨約瑟夫地的基地到北極點並於1902年返回的探險幾乎是一無所獲。然而，1906年，佩裡通過史密斯海峽來到北緯87.6°，沿著格蘭特地北岸上行，在約西經100°的地方發現了新土地。
1908年7月，佩裡乘坐“羅斯福”號離開紐約，開始了他的第八次北極探險。在謝立丹角附近過冬後，1909年2月，他帶著7人小隊，在59名愛斯基摩人的協助下，離開了“羅斯福”號，乘坐雪橇出發。到達北緯84°之後，大部分愛斯基摩人返回了，剩下的16個人，帶著20只雪橇和100隻狗開始向北極點衝刺。1909年4月6日，佩裡抵達北極點。他發現，北極點周圍正如人們多年來推測的那樣，是一塊常年冰封之地。他們向下探測了9000英尺，沒有探到海底。後來，探險隊順利返回。
與此同時，南極探險活動重新興起。1894年至1895年間，挪威的C.E.博克格爾文克探索了維多利亞地。1897年，他來到南緯78.5°，但未能成功抵達南極點。1901年至1904年間，瑞典的奧托·諾登斯基爾德博士抵達西摩角。同期，R.F.司各特上尉帶領的英國探險隊考察了維多利亞地內陸的冰層，來到南緯82.17°。1903年至1905年間，一支英國探險隊考察了合恩角東南地區，並沿著冰障漂流，發現了愛德華七世地。
人們開始對南極探險傾注極大的熱情。1907年，歐內斯特·沙克爾頓上尉率領英國國家科考隊前往南極。1909年1月，就在沙克爾頓手下的一支小隊抵達南磁極的幾天前，他在距離南極點不到111英里的地方確定，南極點位於一座海拔1萬英尺左右的高原之上。1910年11月，司各特上尉從新西蘭出發，開始了他的第二次探險，目的是接續第一次任務和沙克爾頓的工作，去考察南極大陸。1912年1月18日，司各特抵達南極點，結果發現羅爾德·阿蒙森上尉已經在那裡等他了。1903年，阿蒙森成為穿越西北航道的第一人。1911年初，他離開挪威前往北極，後來又突然改變計劃，決定去南極。1909年，他在羅斯海鯨灣的冰障上過了冬。1911年10月20日，他離開營地。12月14日，在長途跋涉750英里之後，他抵達南極點。有賴於良好的天氣條件，阿蒙森順利返回。但司各特上尉卻在前往南極點的路上遇到了暴風雪，在回程中被暴雪所困。1912年3月29日，他和4名同伴凍餓而死。這是人類為極地探險事業所付出的生命代價。