Оледенение архипелага Северной Земли довольно значительно, уменьшаясь по направлению на юг. На Комсомольце вся южная часть покрыта сплошным ледниковым щитом с тремя вершинами, из которых наивысшая достигает 500–600 метров. Только на севере острова есть более или менее значительнее площади суши, свободные от льда. На острове Октябрьской революции покров уже разбился на четыре не связанных между собою участка, образующих обособленные ледниковые шапки; та же картина на Большевике, но купола здесь имеют меньшие размеры и приурочены к северной части острова. В общем площадь, занятия ледниками, достигает 15 181 кв. км, составляя 41,7 % всей площади архипелага вообще. По островам распределение таково: на Комсомольце покрыто ледниками 65,0 % площади, на острове Октябрьской революций 45,8 % и на Большевике 21,5 %.
Так как пересечение острова Большевик сделано лишь в юго-восточной части, его центральная часть осталась неосвещенной. Поэтому возможно, что показанные на карте два ледниковых щита на самом деле состоят из большего числа мелких куполов, связанных перемычками из тонких фирновых полей.
Мощность ледниковых щитов на Северной Земле не велика, достигая максимума в северной части архипелага. Наибольший щит на острове Комсомолец имеет мощность едва ли выше 200 м, остальные вероятно много меньше. У моря (где они до него доходят) щиты образуют отвесные обрывы — ледниковые барьеры, метров до десяти высотою. Иногда обрывы отсутствуют, и край ледника, снижаясь, незаметно сливается со льдом моря. В долинах, прорезающих крутые склоны восточных берегов архипелага, купола отделяют языки, кое-где, особенно в северной части, доходящие до уровня моря. Чаще, впрочем, они кончаются слепо среди нагроможденных ими морен и галечных полей.
Лишь в немногих местах, главным образом на Комсомольце, заметны признаки активности ледников в виде отделяющихся айсбергов, поломанного морского льда и обильных трещин на самом леднике. Чаще же языки не обнаруживают никаких признаков движения. Зато следы отступания и отмирания ледникового покрова можно наблюдать повсюду в виде древних моренных гряд, висячих долин, древних кар, ледниковых валунов и т. д. По тальвегам лощин, речных долин и фиордов нередко можно видеть мертвые льды, уже не связанные с питающими их куполами и сохранившиеся единственно благодаря медленности таяния в затененных местах, где они лежат. Несомненно, современное оледенение представляет лишь остатки древнего, гораздо более мощного покрова, не только перекрывавшего весь архипелаг целиком, но и распространявшегося за его пределы в область моря на многие километры. Ледниковый покров и в настоящее время продолжает сокращаться, отступая в некоторых местах при благоприятном лете на несколько метров за сезон.
Геологическое строение Северной Земли весьма сложное и находится в неразрывной связи с строением всего Таймырского полуострова вообще. Свиты пород, слагающие архипелаг, относятся к древним и древнейшим по возрасту, имеют большую мощность, измеряемую тысячами метров, и отлагались в условиях глубокого открытого моря, занимавшего огромные пространства всего Таймыра и Енисейско-Ленской области. По мере накопления осадков море мельчало, вместо глубоководных однообразных свит зеленоватых сланцев начали отлагаться известняки с фауной кораллов и других низших беспозвоночных. Окаменелые их остатки и позволили в настоящее время установить, что возраст этой известняковой толщи относится к верхнему силуру. Море продолжало мелеть, известняки перекрылись пестроцветными свитами мергелей, глин и песчаников с прослоями гипса, отлагавшегося в лагунах и заливах прибрежной части усыхавшего и отступавшего моря. Отложение огромной толщи рыхлых осадков вызвало прогиб здесь земной коры и частичное плавление слагавших ее пород, опустившихся в глубокие горизонты, где температура была достаточно высока, чтобы вызвать плавление. В результате большая часть твердых и крепких пород земной коры оказалась здесь замещенной рыхлыми пластичными отложениями морского дна. Последние были не в состоянии противостоять сжимающим усилиям корового свода и стали собираться в складки. Так на месте глубокого моря возникла обширная горная страна с высокими складчатыми хребтами. Она занимала все пространство Таймырского полуострова и Северной Земли, простираясь значительно дальше к северу, чем в настоящее время. В дальнейшем, в течение ряда геологических эпох, горы были уничтожены процессами выветривания, смыты до основания, так что в настоящее время наблюдаются лишь их корни. Превращенная из горной в увалистую с мелкими возвышенностями, страна подверглась уже в сравнительно недавнее геологическое время мощному сплошному оледенению, захватившему весь север Европы, Азии и большую часть Северной Америки. Мощность ледникового покрова измерялась в то время многими сотнями и даже тысячами метров, причем двигался он, главным образом, на юг, достигая 60–62° сев. широты. К концу ледниковой эпохи земная кора в районе Таймыра и Северной Земли была разбита рядом трещин, по которым отдельные части переместились по отношению друг к другу, так что некоторые участки опустились ниже уровня моря и были затоплены, образовав пролив Вилькицкого и Шокальского. Оледенение же вследствие смягчения климатических условий было уничтожено, и лишь кое-где часть сохранилась и в настоящее время. Такова в грубо-схемаческих чертах упрощенная история геологического развития Северной Земли.
Вдоль осей главных складок, расположенных на Северной Земле, по восточному берегу острова Октябрьской революции, Комсомольца и в средней части острова Большевик наблюдаются выходы изверженных пород. Появились они в результате внедрения в ядра горных складок при их образовании расплавленных масс из глубинных подкоровых частей земли.
При застывании выделявшиеся газы, пары и горячие растворы отлагали по трещинам в виде жил различные минералы, в том числе и рудные, а также подвергали минерализации и сами окружающие породы.
Процессы смыва, уничтожившие древние горные хребты Северной Земли, вскрыли изверженные породы и связанные с ними рудные жилы и минерализованные участки. Такие рудные участки наблюдались во многих местах, еще больше встречено продуктов разрушения их в виде вынесенных ледником валунов. Поиски этих месторождений, а тем более разведка — задача будущего.
Климат. Произведенные экспедицией метеорологические наблюдения в течение двух лет, конечно, далеко недостаточны, чтобы дать полную характеристику климатических условий Северной Земли, однако общее представление эти материалы все же создают. Метеорологическая станция была расположена на острове Домашнем в открытом море, вдали от горных массивов и ледниковых щитов самой земли. Это имело большое преимущество, так как гарантировало от возмущающих влияний ледников и гор, которые, как показали наши маршруты, достаточно велики, чтобы существенно исказить наблюдения станции.
