Как остроумно заметил один из биографов С. О. Макарова, прогресс науки главным образом обусловлен тем, что люди проницательные умеют во-время удивляться. Научная любознательность была слишком сильно развита в Макарове, чтобы он мог пройти бездеятельно мимо непонятного явления.
Приступив к изучению заинтересовавшего его вопроса о «подводном» течении, Макаров установил, что компетентный исследователь, английский капитан Спратт, решительно отвергает наличие нижнего течения. Но первые же изыскания самого Макарова убедили его в обратном. «Очевидность нижнего течения была поразительная, — писал он, — ввиду того что существование его многими не признается, мне казалось чрезвычайно интересным сделать такие наблюдения, опубликование которых могло бы положить конец сомнениям в действительности нижнего течения в Босфоре».
Началась напряженная работа. Недавний боевой капитан с головой погрузился в гидрологические исследования. У него не было никаких приборов, не было знающих помощников. Он собственным трудолюбием и талантом возмещал все это.
«Как при выборе инструментов, так и при исследовании их и при обработке материала, Степан Осипович не довольствуется употреблявшимися до него способами или обычной проверкой инструмента в компетентном учреждении. Он самостоятельно рассматривает, насколько удовлетворительны и точны общепринятые способы. Не найдя, например, удовлетворительного батометра, он вводит в нем усовершенствования и строит свой», — отмечал академик Рыкачев.
Нет надобности следить шаг за шагом, как преодолевал Макаров встававшие перед ним трудности. Достаточно привести общие выводы, к которым он пришел.
«1) В Босфоре существуют два течения. Верхнее из Черного моря в Мраморное и нижнее из Мраморного моря в Черное.
2) Нижнее течение происходит от разности удельных весов воды Черного и Мраморного морей. Тяжелая вода Мраморною моря производит на нижние слои большее давление, чем легкая вода Черного моря на тех же глубинах, и это побуждает воду стремиться из области большего давления в область малого.
3) Разность удельных весов происходит оттого, что реки, дожди и прочее дают Черному морю больше воды, чем испарения из него уносят.
4) Вследствие того что удельные веса вод Черного и Мраморного морей меняются весьма немного, нижнее течение, происходящее от разности удельных весов, всегда остается более или менее той же скорости и того же объема.
5) Верхнее течение происходит от разности уровней двух морей.