Заман-бек повел их на Лобнор самой трудной дорогой. С наступлением зимы ударили морозы под двадцать градусов, реки еще не стали, и переправляться через реку Тарим пришлось по воде. И когда заветная цель казалась совсем близкой, перед путешественниками - там, где на картах обозначалась равнина, вдруг выросли горы. Еще на переправе через Тарим Пржевальский увидел далеко на юге "узкую неясную полосу, чуть заметную на горизонте". С каждым переходом все отчетливее выступали очертания горного кряжа, и вскоре можно было различить не только отдельные вершины, но и большие ущелья. Когда же путешественник прибыл в Чарклык, то хребет Алтынтаг, не известный ранее европейским географам, явился перед ним "громадной стеной, которая далее к юго-западу высилась еще более и переходила за пределы вечного снега…" Глубокой зимой 1876/77 года (26 декабря - 5 февраля) Пржевальский исследовал северный склон Алтынтага более чем на 300 километров к востоку от Чарклыка. Он установил, что "на всем этом пространстве Алтынтаг служит окраиной высокого плато к стороне более низкой Лобнорской пустыни". Из-за морозов и недостатка времени он не мог перевалить хребет, но правильно предположил: плато к югу от Алтынтага составляет, вероятно, самую северную часть Тибетского нагорья. Пржевальский "передвинул" эту границу более чем на 300 километров к северу. К югу от озера Лобнор, по словам местных жителей, юго-западное продолжение Алтынтага тянется без всякого перерыва к Хотану, а к востоку хребет уходит очень далеко, но где именно кончается - лобнорцы не знали.
В феврале 1877 года Пржевальский достиг огромного тростникового болота-озера Лобнор. По его описанию, озеро имело в длину 100 километров и в ширину от 20 до 22 километров. "Самому мне удалось исследовать только южный и западный берег Лобнора и пробраться в лодке по Тариму до половины длины всего озера; далее ехать было нельзя по мелководным и густым тростникам. Эти последние покрывают сплошь весь Лобнор, оставляя лишь на южном его берегу узкую (1-3 версты) полосу чистой воды. Кроме того, небольшие, чистые площадки расположены, как звезды, везде в тростниках... Вода везде светлая и пресная..."
На берегах таинственного Лобнора, в "стране Лоп", Пржевальский был вторым... после Марко Поло! Николай Михайлович с законной гордостью писал: "Опять то, о чем недавно мечталось, превратилось в факт действительности... Еще не прошло года с тех пор, как профессор Кесслер... предсказывал о Лобноре как о совершенно загадочном озере - теперь же эта местность достаточно известна. То, чего не могли сделать в течение семи веков, сделано в семь месяцев". Загадочное озеро стало, однако, предметом оживленной дискуссии между Пржевальским и немецким географом Рихтгофеном.
Судя по китайским картам начала XVIII века, Лобнор находился совсем не там, где его обнаружил Пржевальский. Кроме того, вопреки историческим известиям и теоретическим рассуждениям географов озеро оказалось пресным, а не соленым.
Рихтгофен считал, что русская экспедиция открыла какое-то другое озеро, а истинный Лобнор лежит севернее. Николай Михайлович ответил на замечание немецкого ученого небольшой заметкой в "Известиях Русского географического общества". Затем он посетил Лобнор вторично, после чего в полемику вступил его ученик Петр Козлов. И только через полвека загадка Лобнора была решена окончательно.
Лоб по-тибетски означает "илистый", нор - по-монгольски "озеро". Оказалось, что это болото-озеро время от времени меняет свое местоположение. На китайских картах оно было изображено в северной части пустынной бессточной впадины Лоб. Но затем реки Тарим и Кончедарья устремились на юг. Древний Лобнор постепенно исчез, на его месте остались только солончаки, блюдца небольших озерков. А на юге впадины образовалось новое озеро, которое открыл и описал Пржевальский.
