Скобелев уехал, Макарову пришлось еще задержаться на Каспии, эвакуируя войска, а также перевозя больных и раненых. Ко дню его отъезда Красноводская железная дорога была проложена уже на 117 километров, работы продолжались чрезвычайно быстро, и вскоре путь достиг Кизыл-Арвата, расположенного в 224 километрах от моря. Перед отъездом в Петербург Макаров представил командующему войсками Каспийского военного округа подробный проект реорганизации всей морской части в Закаспийском крае.
Участие Макарова в Ахал-Текинской экспедиции не было значительным событием в его жизни, но и здесь проявились характерные для него качества: инициатива, изобретательность, пытливая наблюдательность, блестящие организаторские способности и умение в любом новом для него деле находить то, что надо улучшить, исправить, изменить.
Полный новых впечатлений и идей, приехал Макаров в середине 1881 года в Петербург. Необходимо было покончить с делами и отчетами Ахал-Текинской экспедиции, а затем приступить к разработке проекта миноносца. Но Макарова отрывают от намеченной работы и посылают снова на Черное море, в столицу Турецкой империи командиром стационара «Тамань», находящегося в распоряжении русского посольства в Константинополе[37]. Это полудипломатическое назначение Макарова было предпринято не без цели. В закончившейся войне «Константин» и его команда были грозой для турецкого флота. Поэтому назначение Макарова рассматривалось в Константинополе как еще одно подтверждение курса «твердой политики» по отношению к Турции со стороны царской дипломатии. Должность командира стационара, хотя и не требующая особенного напряжения ума и энергии, считалась в те времена почетной, завидной. У Макарова появилась теперь возможность отдохнуть от вечно напряженной обстановки, обычной на военном корабле.
Но бездеятельности Макаров не любил, и желания отдыхать, ничего не делая, у него никогда не было. Лучшим отдыхом для него было чередование одного занятия с другим. И он вскоре здесь, в Константинополе, нашел себе такое занятие. Стремление вносить во все, с чем он сталкивался в жизни, как в малое, так и в большое, точность и ясность, привычка не проходить равнодушно мимо любопытных, неразгаданных явлений — составляли характерные черты Макарова.
Пребывание в Босфоре явилось крупным событием в жизни Макарова, как ученого. Здесь он стал гидрологом, занявшись научно-исследовательской работой по изучению течений в проливе.
По словам академика М. А. Рыкачева[38] «сотни, быть может, тысячи моряков и интеллигентных людей всех наций проводили месяцы и годы в Константинополе, а механизм течений Босфора оставался неизвестным. Существовали одни догадки, а Степан Осипович в короткое время своего командования «Таманью» представил вполне точную и несомненную, весьма поучительную картину всего, что происходит в Босфоре, во всех его слоях».
Что же происходит в Босфоре? Безусловно, явления не совсем обычные. Еще в глубокой древности существовало поверье, что в Босфорском проливе, соединяющем Черное море с Мраморным, существует двойственное течение: на поверхности вода идет из Черного моря в Мраморное, на глубине же — в противоположном направлении. Что дало повод сделать подобное предположение — неизвестно, но одно несомненно, что поверье это возникло много столетий тому назад. Итальянский ученый Луиджи-Фернандо Марсильи (1658–1730) более двухсот лет тому назад, будучи в Константинополе, заинтересовался этим странным явлением и стал опрашивать местных рыбаков. Они подтвердили, что в проливе действительно существуют взаимно-противоположные течения, но доказать этого не могли. Удостовериться в существовании верхнего течения не представляло, разумеется, никакого труда, но как узнать, что течение существует и на глубине? Вот вопрос, оставшийся неразрешенным ни для Марсильи, ни для последующих ученых.
Как-то в разговоре с советником русского посольства в Константинополе Макаров впервые узнал и о загадочных течениях, и о попытках Марсильи разгадать их природу. Макаров не прошел безучастно мимо заинтересовавшего его явления. Его пытливость была возбуждена, и он взялся за разрешение нерешенной Марсильи задачи.
Он расспросил местных жителей, а затем и командиров иностранных стационаров, стоявших рядом с «Таманью» на Константинопольском рейде. Местные жители заявили, что ничего не знают, а командиры судов считали рассказы о нижнем течении Босфора легендами и сказками.
Тогда Макаров, раздобыв сочинение Марсильи, написанное на латинском языке и изданное в 1681 году, стал подробно его изучать.
От Марсильи Макаров перешел к книгам других авторов, также интересовавшихся и писавших о босфорском течении. К своему удивлению Макаров убедился, что среди исследователей царит полный разнобой мнений. Так, например, капитан английского флота Спратт, производивший основательную съемку Босфора и давший ряд его карт, категорически утверждал, что теория нижнего течения совершенно ошибочна, что такого течения не существует вовсе.