1895年3月14日，南森一行漂流到离北极极顶只有500多千米的地方，再也无法前进了，无边无际的冰原一直伸向远方。根据漂流路线，南森分析后认为，“弗拉姆”号到达北极极顶已不可能，但若从这里乘狗拉雪橇前往北极极顶，只要50天便可到达，为什么不能作一次冰上旅行呢？于是，南森决定了一个大胆的计划：他把船交给船长沃·斯维尔德洛普指挥，自己则与炊事员约翰逊二人带着狗、雪橇、爱斯基摩人用的皮船两条，以及足够100天用的粮食，向北极极顶进发。
然而，道路是极不平坦的，他们遇到了像岩石一样巨大的冰块重重叠叠，冰面高低不平，且不时为冰湖所阻，他们像蜗牛般地向前行进。他们并不是不能再走快些，只是若不探索着前进，随时都有掉进冰缝、坠入海中的危险。有一次，两个人站在迅速裂开的冰块两边，约翰逊不小心掉入冰水中，南森惊慌万分，但又拉不着他，只得绕过很远一段冰区，才来到已经冻僵了的同伴身边，把他救了出来。
不管道路怎样艰辛，两个人仍然毫不畏缩地向前。当他们走到离极项只有360多千米时，冰凌垒垒的沼泽和一片汪洋挡住了去路。两位勇敢的探险家也已疲惫不堪，不得已，只好于4月8日返回。但他们已比所有的北极探险家走得更北，超过前人270多千米，是深入北极心脏地区的第一人。
这时，他们与“弗拉姆”号已经失去联系，于是，他们艰难地前进，于1895年8月到达法兰士约瑟夫群岛，期望在那里找到一个过冬的场所。
两个人互相鼓励着前进。一天，当走到大群浮冰边沿时，突然一只北极熊从他们身后追来。
南森回头看时，凶猛的北极熊正伸出锋利的脚爪向他扑来。他机敏地向旁边一闪，北极熊扑了个空。约翰逊趁机向北极熊射击，才解除了一场灾难。冰和水的航路交替地出现，航行非常困难，当他们到达目的地时，北极的冬季降临了，两人只得寻找一个石穴，更加孤寂地在冰天雪地里度过又一个极地漫长的夜。
他们凭着坚强的毅力，迎来了次年春天的来临。于是，两个人又欣喜地上路了。他们时而在冰原上驾着雪橇驰骋，时而乘獭皮船在冰海中漂流，艰苦是不难想象的。有一次，正当他们划着獭皮船前进时，一只海象突然从水中钻出来，把船推翻了，幸而两个人动作迅速，爬上了冰块，才免于灭顶之灾。这晚，两个人只得在冰块上宿营。
正当他俩十分困难的时候，1896年6月，他们喜出望外地在该岛的南端遇到了英国探险家杰克逊。搭乘他们的船只返回挪威，那是1896年8月15日，他们离开祖国已3年又两个月了。
说来也巧，“弗拉姆”号自南森离船后，继续随冰漂流。后来，终于摆脱了冰的束缚，在南森之后一星期也回到了挪威。
南森之行的探险的结果固然辉煌，但他较之先辈们更胜一筹的是，还进行了深入的科学考察，获取了大量的科学资料。他首先证明了北极并不是一块巨大的陆地，而是充满冰雪的海洋。在这辽阔的海洋世界里，有一条横越而过的海流存在。其次，他对北冰洋的深度进行了测量，更正了在此之前人们的错误看法，即北极地区不是浅水域，而是一个深海盆。再次，他们发现北冰洋一个有趣的水温反常现象：表面（0～100米）为冷水层，水温冷达零下摄氏2度；但在以下300～400米处温度反而升高到零上2度。此外，还有一个重要的发现就是：冰块的浮流与风向有关，冰的浮流方向偏向风的右侧，这与地球自转偏向力有关。
皮亚里挺进极心的胜利
南森深入北极心脏地区，进一步激励了极地探险家的探险行动。1903年6月，挪威一位才华出众的年轻的探险家爱德华·阿蒙森率队在浮冰中遨游，终于找到了最短航路，在极地探险史上写下了光辉的一页。这时，北极地区的探险已转为争先到达极点的竞赛。
什么地方是向北极发起最后冲击的有利地点呢？“珍妮特”号的经历看来否认了西伯利亚近海群岛以北有陆地的可能性；而南森的漂流则否定了欧洲以北高纬度有陆地的可能性；剩下的问题是格陵兰北部是否有陆地直达北极了。
有一个人用其毕生精力来寻求这个答案，深信他本人是世界上惟一命中注定能征服北极的人。这就是一位新型的极地探险家，美国人罗伯特·E·皮亚里。
以往的极地探险家大都认为极地的冬季非常可怕，因此，常常夏季去探险，冬季就撤回来，大部分时间用在往返跋涉上，效率低。后来的一些极地探险家敢于在极地穴居过冬来赢得来年的时间。皮亚里不相信这些观念，他认为，极地的冬天并不可怕，正是探险的最好季李。
夏季浮冰表面融化，道路凸凹不平。而冬季的严寒，可使冰面坚硬而平滑，冰盖面扩大，提供了狗拉雪橇到达极顶的可能性。他对此很有信心，认为极地探险要轻装前进，但要带足粮食。他决心用这种新型方式。
为了到达北极，皮亚里用了20多年时间，成了格陵兰冰原旅行的专家。因为他认为：从格陵兰北端到极心的直线距离仅700多千米，无需船只，只乘狗拉雪橇，越过冰原，就可到达北极极心。但20多年的探险实践，也使他感到，从格陵兰向极心挺进无疑是极为困难的。于是，他不得不重新考虑，从加拿大的哥伦比亚角出发，向北极极心前进。他注意锻炼自己的意志，并深信定能拿到这项巨奖。
在皮亚里看来，阿蒙森于1906年找到过去很长时期在寻找的大西洋与太平洋沟通的航道完全是可有可无的，而南森等人的发现也未命中靶心。只有到达北极极心，才是最高的成就。
1906年，他排除千难万险，到达离极顶只有273千米的地方。这次虽没有成功到达极顶，但并未灰心。
两年后，1908年7月的一个闷热的日子里，皮亚里乘坐“罗斯福”号从纽约出发，向北航行，来到加拿大的哥伦比亚角出发点，那里，离极顶只有650千米。
当时在格陵兰西北部史密斯海峡沿岸，散居着225个爱斯基摩人，他们对北极生活了如指掌。对他们来讲，皮亚里是他们所尊重的一个朋友，也是一个要求太多的朋友。在过去的20年间，皮亚里依靠这些“忠实的异乡朋友”的技术和忍耐力，纵横格陵兰北部未勘察过的冰地，越来越迫近北极。他们给皮亚里供应雪橇、爱斯基摩狗、毛皮和粮食，在皮亚里每次重要的探险中担任探险队的驾雪橇员、猎手及开路先锋。皮亚里写道：“我爱上了这些天真浪漫的纯朴人民。他们部落里每个人我都认得，也叫得出他们的名字。我曾拯救过他们的整个村落，使其免于饿死。大人告诉孩子们说，如果他们长大能成为好的猎手或裁缝，‘皮亚里大爷’会很好地奖励他们的。”
这次决定性的冲刺仍旧得益于这些忠实的朋友的帮助。在哥伦比亚角，这些爱斯基摩人为皮亚里准备好了狗拉的雪橇，御寒用的毛皮外皮，船上装有150吨重的鲸鱼肉和海象肉，246只咆哮的狗。在55人的探险队伍中，有49名爱斯基摩人，他们主要是担任运输服务性工作。其次6名成员有：船长、外科医生、秘书、两名年轻探险家、一个助手。
皮亚里是位很有经验的北极探险指挥家。3月1日，当回归的太阳在地平线下朦胧发光时，皮亚里已开始弃舟登陆，指挥着他的探险队踏上了艰苦的越过冰野的征程。他把大部分人员编入支援队伍，他们惟一的任务便是把他的6人小组带到发起冲击的有利地点，保证小组有足够的狗、粮食和精力来发起决定性的冲刺。
在风的影响下，冰面呈锯齿状的山脊，雪橇就像在山路上奔驶，颠簸地行进着。强行军、体力下降、睡眠不足以及极度焦急不安给探险队带来极大困难，队伍要时刻提防冰间水路的出现，否则，一不小心就会有连人带雪橇一起掉入极地深渊的危险。那些冰间水路往往无任何征兆便会出现，耽误探捡队的行程。有的冰间水路可利用浮冰渡过去；有的可在刚刚形成的薄冰层上慢慢地越过去。有一冰间水路竟使皮亚里为等它合拢而花了6天时间。
但皮亚里仍在有条不紊地指挥着。他在回忆录《北极》中写道：“我的理论是尽可能用支援部队工作。那些我从一开始便期望成为主力的人，需要一路上为他们安排尽可能的舒适。”
这种合理的安排类似于今天攀登最高山峰的分组制。皮亚里还决定把最后阶段的队伍组织得尽可能小，他认为，队伍越大，行进越慢。因此，在往北行进期间，他分期分批逐步把支援队伍遣回基地。
4月1日，他把最后一支支援队伍遣送回去，这时，他们离北极只剩246千米。
皮亚里为最后冲击留下最好的狗、4个精选出来的爱斯基摩人以及一位43岁的黑人马特·享森——皮亚里20年北极探险所信赖的伙伴、北极地区最优秀的驾橇手之一。
这时天气晴朗，他们向北极冲刺，继续翻越从未被征服过的冰原。皮亚里在日记中写道：“希望这样的日子能再持续三天！”但天有不测风云，为防万一，他命令以最快的速度前进，每天行程40千米。这个任务是艰巨的，况且皮亚里本人因1899年在一次北极探险中双脚冻伤而失去脚趾，所以这次在大部分行军中只能乘坐一个雪橇。
4月6日上午10时，皮亚里命令停止前进，他已经看到了目的地。尽管极顶近在咫尺，但他们个个都累得动弹不得了。皮亚里写道：“北极极顶就在眼前，可我们太疲倦了，无法再迈出最后的几步……，那时我已到了精疲力尽的程度，不能意识到我已到达了一生奋斗的目标。
”这里，离极点只有8千米。在使用六分仪确定他们所在的位置后，他们迅速地筑起爱斯基摩式圆顶冰砖屋，吃完饭，睡了几小时绝对不可缺少的觉。
醒来后，大家体力得到恢复，便又忙着向北挺进。终于，他们的脚踏上了北极极顶。在这里，分不出东、西、北方，向任何地方都是南下。皮亚里兴高采烈地写道：“300年来人们追求的巨奖，我20年中的梦想和目标，今天终于拿下来了。”
皮亚里在世界之顶插了几面旗帜——其中一面美国国旗是他妻子缝制的，在20年的北极探险中一直携带着它——然后剪下一块埋在雪地里，上面写着：“1909年4月6日，抵达北纬90度，皮
亚里。”他让队员们手持旗帜拍照，享森则带领4个爱斯基摩人齐声欢呼3次，相互握手祝贺。53岁的皮亚里写道：“我很满足。”
以后的30个小时内，他们在那里进行了测探、天气观测和休息。他们的回程，相对极地而言是顺利的。4月25日，皮亚里凯旋登上“罗斯福”号，北极极顶的征服，似乎是那么不合理地轻易。
北极揭秘
1926年，阿蒙森首次乘飞艇飞越北极盆地，使他成为到达过南、北两极的第一人。以后，人类多次到达北极，看清了它的许多秘密。
北极区域没有陆地，仅是为冰雪覆盖的海洋。冬天，洋面上坚实的冰雪，竟厚达2米多。岛屿边缘的冰块断裂滑到海里，形成高大的冰山，常常被误认为是陆地，因而有无数个“会融化的陆地”的传说。如极地探险家曾命名的“桑尼克夫陆地、彼捷尔曼地、安德烈地”等，以后又消失了。有人说，这是海市蜃楼，后来的研究证实，这是些“会融化的陆地”。它由埋藏冰构成，是一些大型冰块搁浅，加上风从南方带来的矿土渐渐堆积，并逐渐长出一些稀稀落落的植物，而伪装成小岛。有时，它的上面还可做奇妙的观测场所，起落飞机。但随温度变暖，它们从底部融化而消失。
过去人们曾称它为“北极海”是不对的。它是个大洋，不但大而深，且有独立的洋流规律地运动着。它过剩的海水分别流入太平洋和大西洋，但它比其他三大洋浅得多，平均只有1200米深。但它的中部却是个广大的深海盆，最大深度5449米，因而，有地球上“最大的陷阱”
之称。它的底部有高有低，并有一条海底山脉，高达2500～3000米，脉长达1500千米，它对海水的流向产生了很大的影响。
这里的气候非常寒冷，全年很少开冻，见不到雨，只有亮晶晶的粉状冰粒，堆成雪田和冰原。只有暖流吹来时气候稍暖些。在这寒气袭人的地方，绿藻、褐藻、红藻依然十分茂盛。还有很多艰苦奋斗的动物，除出没于冰水之间的海豹、海象外，还有善于使用阴谋诡计的北极熊，游泳健将鲸鱼等，他们具有很大的经济价值。近年来还发现了各种各样的生物和前所未见的龙虾。
极地有漫漫的长夜和无夜的白昼。它不像我们这里，用24个小时来安排，而是几乎用一整年的时间来安排。即在北极附近，有连续半年的白天，这时，暗淡的阳光怎么也不离开北冰洋面，是少有变化的白天；而从9月以后，又一连半年见不到太阳，是漫漫的黑夜。只有绚丽的极光恍惚地照耀着探险家的身影。它似火、似帷幕、似画卷、似探照灯、……五彩纷缤，变化多端，引起人们的各种遐想。此外，还有幻日、蜃楼现象。经研究，这都是空气中带电粒子在太阳风的作用下相互碰撞引起的“高空闪电”或折射现象造成的。