Литке вспомнил и своих коллег, и друзей, никогда не видевших Новой Земли. Так появились гора Крузенштерна, остров Сульменова, остров Врангеля. (В эти самые дни Фердинанд Врангель, с которым Литке сдружился во время кругосветного плавания на шлюпе «Камчатка», пробирался на собачьих упряжках вместе с Фёдором Матюшкиным, тоже с «Камчатки», через ледяные торосы Чукотского моря. Между друзьями лежали тысячи вёрст Ледовитого океана).
Литке стремился к северной оконечности Новой Земли. Льдов становилось всё больше, барометр падал. Того и гляди, могла вернуться прошлогодняя погода, помешавшая исследованиям. Судя по карте, мыс Желания был достигнут, и судно повернуло было на восток, чтобы пройти в Карское море. Но утром моряки увидели перед собой ледяной щит, покрывающий север архипелага Новая Земля. Над белой пустыней вздымались остроконечные пики гор, погребённых подо льдом. Карта оказалась неверной, но это был чертёж Баренца, который почти 230 лет назад обогнул мыс Желания.
Литке практически первым открыл ледниковый покров Новой Земли, первым описал её безжизненный облик. Два года назад такое же обилие льда, но ещё более грандиозное, увидели на далёком юге планеты русские мореплаватели Фаддей Беллинсгаузен и Михаил Лазарев, подошедшие на шлюпах «Восток» и «Мирный» к шестому материку Земли — Антарктиде.
В дневнике Литке появилась запись: «Пустота, нас окружающая, превосходит всякое описание. Ни один зверь, ни одна птица не нарушает кладбищенской тишины. К сему месту можно по всей справедливости отнести слово стихотворца:
Чрезвычайная сырость и холод вполне соответствуют такой мертвенности природы... Мы начинаем воображать, что навсегда отделены от всего обитаемого мира...»
Моряки повернули на юг, к Маточкину Шару, но в пролив решили не заходить, опасаясь оказаться в плену льдов на пороге зимы. Литке с группой офицеров сошли на берег пролива у старинного Староверского, давно заброшенного становища, где в пролив впадала крохотная речка Маточка. Когда-то здесь жили поморы. Несколько крестов, полуразвалившаяся изба, опрокинутые карбасы, невода, растянутые на кольях, кресты на могилах... «Маточкой» поморы называли маленький деревянный компас. Этим словом и был назван пролив, разделяющий два острова Новой Земли. Оставшееся время Литке намеревался посвятить осмотру южной оконечности архипелага, но поднявшаяся внезапно буря не позволила продолжить работу. Надежды на улучшение погоды не было, решено было возвращаться в Архангельск.
«Чрезвычайно прискорбно было мне... видеть себя в необходимости оставить недовершённым начатое нами дело... Но нас успокаивала мысль, что причиной тому препятствия физические столько же, как и льды непобедимые...» Эта запись относится к началу сентября 1822 года.
Как и раньше, Литке провёл зиму в Петербурге, отчитываясь за проведённые работы. Их результаты были высоко оценены, и он получил досрочное повышение в звании — стал капитан-лейтенантом, а его спутники были награждены орденами. С твёрдой уверенностью в том, что третья экспедиция завершит обследование берегов Новой Земли, в июне 1823 года Литке вышел на парусном бриге «Новая Земля» из Архангельска. Сильный шторм изрядно потрепал корабль, несколько раз он садился на мель, а потом попал в полосу штиля.
Но состояние неподвижности мало свойственно Белому морю. Северо-западный ветер не заставил себя долго ждать. Бриг снова оказался у Кольского побережья, у Иоканьгских островов. Подробно была описана Териберская бухта, Мотовской залив, полуостров Рыбачий, — он на старых картах изображался как остров, но Литке решил, что перешеек образовался в результате поднятия, и был совершенно прав. Впоследствии было установлено, что вся Скандинавия медленно всплывает, освободившись от придавливавшего её ледяного покрова.