Долгое время считалось, что этот остров или архипелаг действительно существует, его видели промышленники и ученые, но побывать на нем так никому и не удалось.
К концу XIX века русские купцы и промышленники в поисках «золотого руна» того времени — соболевой пушнины — продвинулись далеко на север Сибири и к Тихому океану. Однако через несколько лет этот «источник счастья» себя исчерпал, и на его место пришел новый — мамонтовая кость. Местным жителям — юкагирам, тунгусам и якутам были известны целые острова, усыпанные этим сокровищем. В поисках мамонтовой кости и новых источников доходов открывались и новые земли.
В 1750 г. якутский купец Иван Ляхов открыл полуостров между Хатанской губой и рекой Анабар, изобиловавший ископаемыми сокровищами. От якутов он узнал, что к северу от м. Святой Нос есть другие, еще более богатые острова, и в 1770 г. на собачьих нартах объехал по льду два острова, которые впоследствии назвали в его честь — Большой и Малый Ляховские острова. В 1773 г. Ляхов открыл третий, самый крупный из островов этого архипелага — Котельный, названный так им по причине забытого там медного котла.
О своих открытиях он доложил правительству и попытался выхлопотать себе исключительное право промышлять пушнину и мамонтовую кость как на открытых им землях, так и на тех, «которые он откроет впредь». Право такое он получил, но воспользоваться им не успел, так как вскоре умер.
После смерти Ляхова его монополия перешла к купцу Сыроватскому, который в 1805 г. отправил на острова мещанина Якова Санникова за промыслом мамонтовой кости и для открытия новых островов. И действительно, во время поездок с 1805 по 1808 гг. Санников и его товарищи открыли новые острова — Столбовой, Фаддеевский и Новая Сибирь. Затем в 1808 г. купец Бельков открыл еще один остров, названный по его имени — Бельковским.
Яков Санников прожил на о. Котельном целое лето и собрал богатый материал по описанию этого острова. Во время той летовки к северу от острова он увидел «контуры суши», но попасть туда не смог из-за большого количества полыней. По той же причине он не смог добраться до еще одной земли, которую видел с острова Новая Сибирь.
Материалы своих наблюдений он передал командированному иркутским губернатором чиновнику Матвею Геденштрому. Вместе с землемером Кожевиным и геодезистом Пшеницыным Геденштром в 1808−1810 гг. проводил работы по изучению и описанию вновь открытых островов, и наблюдения Санникова сослужили ему хорошую службу. На изданной в 1811 г. карте он обозначил те дальние недоступные земли, как «земли, виденные Санниковым».
В 1820 г. на острова отправляется новая экспедиция, снаряженная Морским министерством, под командованием лейтенанта П.Ф. Анжу, которому поручили описать весь берег от р. Лены до Индигирки, все Новосибирские острова и виденные Санниковым земли. Он выполнил первые два пункта своей инструкции, но Земли Санникова ему открыть не удалось. 5 апреля 1821 г. Петр Федорович вышел на север о. Котельного, но ничего не увидел, хотя горизонт был чистый. Он предположил, что Санников принял за землю туман.
Спустя полвека о Земле Санникова вспомнили снова, на этот раз благодаря экспедиции американца Джорджа Де Лонга. На судне «Жаннетта» он в августе 1879 г. перешел Берингов пролив и направился к Чукотке, а оттуда решил достичь Северного полюса. В 1881 г. он открыл в Восточно-Сибирском море небольшую группу островов, получившую впоследствии его имя.
В июле этого года партия Де Лонга высадилась с терпящего бедствие судна на один из островов этой группы, получивший название «остров Беннета», в честь спонсора экспедиции. Пытаясь добраться до материка, Де Лонг погиб. В Русском Географическом обществе появилась гипотеза, что острова Беннета и Генриетта из архипелага Де Лонга и есть «виденные Санниковым земли» с острова Новая Сибирь. По мнению ученого секретаря РГО А.В. Григорьева, феноменальная прозрачность воздуха в Арктике усиливает видимость, поэтому значительные расстояния между этими землями смущать не должны.
Он также утвердительно высказался по поводу возможности существования земли к северу от о. Котельного.
«В ясные летние дни, с северной оконечности острова Котельного, в группе Новосибирских островов под 76˚ с.ш., виднеются четыре горы, чуть поднимающиеся над северным горизонтом, — это Земля Санникова, еще не достигнутая никем» — так начинал в 1898 г. свой «Проект экспедиции на Санникову Землю» выдающийся русский ученый-геолог Эдуард Васильевич Толль.
Во время своей экспедиции на Новосибирские острова в 1886 г. он действительно ее увидел. Более того, он даже составил мнение о ее геологическом строении: «на Земле Санникова, которую и я видел издали, с северного конца о. Котельного во время ясной погоды летом 1886 г., замечаются столовые горы, по форме которых можно предполагать, что они тоже трапповые» (т.е. состоящие из магматических пород). На основе своих геологических наблюдений Толль предположил, что «на север от Новосибирских островов находится еще архипелаг, быть может, не меньшего размера, чем острова Франца-Иосифа», и весьма богатый минеральными ископаемыми.
Толль в 1893 г. на заседании Императорского Русского географического общества выступил с планом новой экспедиции. Ее целью было исследование северо-восточного сектора Арктики и открытие виденной им в 1886 г. Земли Санникова.
По проекту Толля судно экспедиции должно было отправиться в устье Лены и по возможности направиться далее по реке к Якутску, где и остановиться на зимовку. Следующим летом, взяв на борт ездовых собак и каюров в дельте Лены, судно должно было попытаться проникнуть на север к острову Котельному. В случае успеха оно могло бы достичь самой северной части Земли Санникова или острова Беннета, где высадить зимовочную партию. Летом 1901 г. судно должно было вернуться и забрать зимовщиков.
Однако, прежде чем начать подготовку экспедиции, проект должен был быть рассмотрен специальными комиссиями и быть признан обоснованным. Затем Академия наук или Русское географическое общество, а не начальник экспедиции, обращались в правительство с ходатайством о финансовой поддержке. Обсуждения и дискуссии заняли целый год.
Толля попросили изменить план, и в марте 1899 г. он представил новый проект: экспедиция должна была провести в Арктике две зимовки: одну на восточном побережье Таймырского полуострова, а вторую — на Земле Санникова, затем продолжить путешествие на восток к Берингову проливу и Тихому океану, осуществив, таким образом, сквозное плавание по северо-восточному проходу.
Первоначальная научная программа экспедиции была расширена за счет тщательного обследования северного побережья Восточной Сибири и Новосибирских островов. Все это имело большое практическое значение для России. Первая карта северного побережья Сибири была составлена во время Великой Северной экспедиции в XVIII веке.
В конце XIX века она все еще оставалась единственной картой региона, хотя в нее и были внесены значительные поправки иностранными экспедициями на «Веге» и «Фраме». Однако для более точного составления карты морскую съемку надо было сочетать со съемкой на берегу. Именно с этой целью экспедиции следовало зазимовать на побережье Таймыра. Конечной целью экспедиции было открытие и исследование Земли Санникова.
В июле 1899 г. Толль получил 60 000 рублей на покупку судна, в то время как остальная сумма (180 000 рублей) была отпущена только в январе 1900 г. Этой суммой средств (240 000 руб.) Толль должен был покрыть все расходы по экспедиции: покупку и переоснащение судна, вознаграждение участникам за два года, покупку провианта на три года, научных инструментов и другого оборудования и снаряжения, в том числе 20 000 руб. на вспомогательную экспедицию. На дополнительное финансирование рассчитывать не приходилось — министерство финансов очень строго относилось к расходованию бюджетных средств.
По причине экономии средств для экспедиции было решено купить какое-нибудь крепкое норвежское судно. Пересмотрев несколько судов, Толль приобрел по совету Нансена тюленебойное судно «Харальд Прекрасноволосый» (Harald Hаrfager), переименованное впоследствии в «Зарю». Это был трехмачтовый барк, построенный в Христиании в 1873 г.; 44 м в длину, 10,2 м в ширину, осадка 5,4 м. Судно имело ледовый пояс из лиственницы 3 м в ширину и 2 м в глубину от ватерлинии, а ее борта были укреплены стальными пластинами.
Для подготовки к экспедиции «Зарю» отправили на верфь Колина Арчера в Ларвике, туда, где строили знаменитый «Фрам» Нансена. Здесь еще укрепили ее корпус диагональными подпорками, поменяли парусное оснащение по образцу баркентины. Условия для жизни и работы были на судне достаточно комфортабельны, помещения специально утеплены и освещались электричеством. Кроме того, построили четыре лаборатории для гидрологических, геологических и биологических исследований и фотографии. За процессом переоборудования следил заместитель начальника экспедиции лейтенант Николай Коломейцев.
Экспедиция имела научный состав самой высокой по тем временам квалификации, из 7 человек, — трех морских офицеров и четырех ученых. Сам Толль отвечал за программу геологических исследований. За биологические исследования в экспедиции отвечал старший зоолог Зоологического музея Академии наук, специалист по морской фауне А.А. Бируля. Доктор медицины Герман Вальтер выполнял обязанности врача, бактериолога и второго зоолога.
Четвертым ученым был Фридрих Зееберг, старший преподаватель физики, астроном и магнитолог экспедиции. Должности гидрографов и метеорологов в русских полярных экспедициях традиционно занимали морские офицеры. В Русской полярной экспедиции за эти направления исследований отвечали лейтенанты Ф.А. Матисен и А.В. Колчак. Кроме ученых и офицеров, в составе экспедиции было еще 13 человек команды.
Торжественное отплытие Русской Полярной экспедиции из Петербурга состоялось 21 июня 1900 года. В сентябре того же года у п-ва Таймыр экспедиции пришлось встать на первую зимовку. Только 9 сентября 1901 года «Заря» достигла района предполагаемой Земли Санникова. «Малые глубины говорят о близости земли, — писал Толль в своем дневнике, — но до настоящего времени ее не видно...» Матрос из «вороньего гнезда» разглядел только подковообразный ледяной пояс, а за ним — полосу свободной воды («...у меня закрадываются тяжелые предчувствия... но довольно об этом!»).
На следующий день сгустился тяжелый туман, сделав дальнейшие поиски бессмысленными и принеся Толлю неожиданное облегчение: «Теперь совершенно ясно, что можно было десять раз пройти мимо Земли Санникова, не заметив ее». 16 сентября 1901 г. судно встало на вторую зимовку в лагуне Нерпалах, у западного берега острова Котельного.
Весной 1902 г. барон Толль и трое его спутников — астроном Ф.Г. Зееберг и двое местных охотников-промышленников — Василий Горохов и Николай Дьяконов — отправились к острову Беннета, откуда они предполагали двинуться дальше к Земле Санникова.
Судно должно было подобрать их, как только море освободится ото льда, но это оказалось невозможным из-за тяжелой ледовой обстановки. Когда спасательная партия под руководством лейтенанта Колчака прибыла на остров в 1903 г., она обнаружила только геологические коллекции и записку, в которой сообщалось о том, что Толль покинул остров Беннета в октябре 1902 г. Следы пропавшей партии так и не были найдены, а Земля Санникова так и осталась загадкой.
Несмотря на это, экспедиция имела большое научное и практическое значение благодаря проведенным гидрографическим и картографическим работам по съемке побережья и богатому материалу, собранному в результате научных исследований. По результатам Русской Полярной экспедиции ее гидрограф лейтенант А.В. Колчак подготовил монографию «Лед Карского и Сибирского морей».
В 1928 г. эта работа была переведена на английский язык и издана Американским Географическим обществом в сборнике «Проблемы полярных исследований». За участие в экспедиции лейтенанты Коломейцев, Матисен и Колчак были награждены орденом Св. Владимира 4-й степени, а А.В. Колчак, кроме того, удостоился высшей награды Русского Географического общества — Константиновской медали, которую, кроме него, имели только Норденшельд и Нансен.
Есть мнение, что Земля Санникова все-таки существовала и впоследствии исчезла в результате активных геологических процессов. Такой вывод сделали советские ученые на основании наблюдений за близлежащими островами. Так, остров Семеновский почти вдвое уменьшился в 1946 г., а в 1950 г. исчез совсем; остров Васильевский прекратил свое существование в 1936 г. «Есть только миг между прошлым и будущим — именно он называется жизнь», — слова из песни к фильму о Земле Санникова с точки зрения геологии очень даже справедливы по отношению к этому загадочному архипелагу.