Итак, мечта осуществилась: он в Арктике и изучает жизнь в полярных водах, участвует в обследовании Крестовой губы и Северной Сульменовой губы — двух больших заливов на западном побережье архипелага Новая Земля. Но это было только началом большого пути в Арктике. Как бы ни были интересны и новы собранные им материалы, он уже мечтает о большем — о работе в других морях Северного Ледовитого океана. А пока — два летних сезона далеко на Севере, зимой — обработка собранных материалов в лаборатории, подготовка к публикации научных статей, посещение лекций в университете.

Участие в первых северных экспедициях значительно расширило научный кругозор Ширшова. Начав с изучения водорослей, Петр Петрович постепенно перешел от изучения речной флоры к морской, а затем стал заниматься работами широкого биологического профиля. На основе обработки материалов первых полярных экспедиций Ширшов опубликовал несколько эколого-географических статей. По мнению специалистов, изучение П. П. Ширшовым пресноводного, а затем морского планктона дало много новых фактов, с помощью которых наметилось новое направление в советской альгологии.

Это было только началом большого пути ученого, вернее, только подступами к тайнам Арктики. Главные работы были впереди.

Придя однажды утром на работу в институт, Ширшов увидел вывешенный на доске приказ директора об организации новой экспедиций на ледокольном пароходе «А. Сибиряков» для дальнейшего освоения Северного морского пути, и в числе участников экспедиции прочел свою фамилию. Наконец-то мечта осуществилась: он сможет провести исследования в морях Северного Ледовитого океана на всем протяжении маршрута корабля от Баренцева до Берингова моря.

Цель экспедиции на «Сибирякове» — за одну навигацию пройти Северный морской путь с запада на восток, то есть положить начало регулярным рейсам по великой заполярной морской трассе нашей страны.

Начальник экспедиции — директор Всесоюзного Арктического института, профессор Отто Юльевич Шмидт, план экспедиции был разработан под его руководством совместно с его заместителем по научной части В. Ю. Визе.

Ширшов присутствовал на заседании ученого совета института, посвященного обсуждению плана экспедиции, и ему особенно запомнилась взволнованная речь В. Ю. Визе:

— Нам выпала честь осуществить наконец мечты и планы великого Ломоносова, который еще в 1763 году писал: «Северный океан есть пространное поле, где усугубиться может Российская слава, соединенная с беспримерной пользою, через изобретение Восточно-северного мореплавания…» Тем самым Ломоносов утверждал, что географическое положение России обязывало искать выходы в свободный океан прежде всего в северных морях, то есть продолжить осваивать мореплавание по Северному морскому пути…

Петра Петровича очень обрадовало сообщение, что наряду с решением транспортной задачи в план экспедиции включено проведение комплекса научных исследований по всему маршруту плавания судна [1] .

С вполне понятным чувством волнения приехал П. П. Ширшов в июле в Архангельск, чтобы подготовить до отхода судна свою биологическую лабораторию. Там же на корабле состоялись первые встречи и знакомство с другими участниками рейса. В экспедиции такого масштаба и с такими важными задачами он участвовал впервые, и, хотя уже не был новичком в Арктике, первые дни его не покидало чувство стеснения перед корифеями полярной науки и прославленными арктическими мореходами, находящимися на борту корабля.

Наступил торжественный день, когда капитан В. И. Воронин подал с мостика команду на отход судна, — 28 июля 1932 года. Все заботы и тревоги остались позади. Начался размеренный ритм походной жизни. На борту «Сибирякова» находилось 64 человека, из них 10 научных работников. С некоторыми из них Ширшов уже был знаком ранее, с другими познакомился на судне. В первую очередь контакты установились с другим гидробиологом экспедиции — Л. О. Ретовским. Они сразу же четко распределили обязанности: Петр Петрович занимался ловом планктона, а Ретовский — сбором донных организмов (бентоса). К своему напарнику Ширшов питал чувство большого уважения и не стеснялся обращаться за советами, ведь Ретовский был старше Ширшова не только по возрасту, но и по стажу и опыту работы в Арктике. Свои исследования в Арктике он начал десять лет назад и за это время успел принять участие в нескольких полярных экспедициях.

Быстро установились связи и с другими научными работниками — большинство из них имели за своими плечами по нескольку лет полярного стажа: геолог В. И. Влодавец, гидрохимик Б. П. Брунс, гидролог А. Ф. Лактионов, гидрограф Я. Я. Гаккель… Научным руководителем экспедиции был профессор В. Ю. Визе.

Петр Петрович впоследствии не раз повторял, что считает для себя огромной удачей, что пришлось ему общаться с О. Ю. Шмидтом и В. Ю. Визе. Именно их Ширшов считал своими главными учителями и наставниками.