Экспедиция Ч.У. Томсона на «Челленджере», простояв в Сиднее два месяца, 12 июня 1874 г. направилась в Веллингтон, столицу Новой Зеландии. Замеры на этом маршруте дали первое представление о рельефе Тасманийской котловины, глубину которой Ч.У. Томсон верно определил порядка 4500 м. Примерно на полпути к Новой Зеландии «Челленджер» выявил резкое воздымание дна — до 2000 м, а с расстояния 1000 км от нее — до 1350–275 м. Это были первые намеки на существование подводного хребта Лорд-Хау и огромного новозеландского поднятия, позднее причисленного к категории микроконтинентов.
Из Веллингтона «Челленджер» направился на север, к о-вам Тонга, причем близ о-вов Кермадек обнаружил глубину 1100 м — первое указание на наличие какого-то поднятия (хребет Колвилл-Лау). Впрочем, более крупное географическое открытие Ч.У. Томсону сделать не удалось: из-за значительного (более 500 км) разрыва между замерами он пропустил узкую меридиональную зону очень больших глубин. (Желоб Кермадек, одна из глубочайших депрессий Мирового океана, был открыт в 1889 г. британским судном «Пингвин». Шестью годами позднее тот же корабль у о-вов Тонга нашел глубину 9430 м, т. е. наметил существование другой впадины — желоба Тонга.)
От о-вов Тонга «Челленджер» прошел на западо-северо-запад — через Торресов пролив в моря Зондского архипелага. Экспедиция установила, что они отделены друг от друга и от океана не только цепочками островов, но также подводными хребтами и поднятиями. В море Банда корвет открыл глубину около 7300 м, а в морях Сулавеси и Сулу — порядка 4700 м. После непродолжительной остановки в Маниле «Челленджер» в середине ноября прибыл в Гонконг. Здесь Д. Нэрса, получившего назначение в полярную экспедицию (см. т. IV, гл. 15), на посту капитана корвета сменил
В середине января 1875 г. «Челленджер» вышел из Манилы на юг, к берегам Новой Гвинеи и на экваторе, близ 148° в. д., повернул на север, в Иокогаму. Пройдя около 1000 км, он обнаружил глубину 8367 м (при повторном промере — 8184 м) и проследил эту впадину (Марианский желоб) на 370 км. Большие расстояния между станциями привели Ч.У. Томсона к неверному выводу, что дно до берегов Японии сравнительно ровное.
В Иокогаме корвет простоял целый месяц и 11 мая направился на восток примерно по параллели 35° с. ш. Неподалеку от японских берегов экспедиция подсекла глубину 7224 м, т. е. продолжила открытие Японского желоба, начатое «Тускаророи». Далее к востоку на протяжении более 5000 км «Челленджер» выполнил первые определения глубин в центральных частях Северо-Западной и Северо-Восточной котловин: они колебались в пределах 4200–5800 м. На линии маршрута у 180° была обнаружена глубина 3750 м; теперь нам ясно: это поднятие дна почти 1,5-километровой высоты имеет прямое отношение к подводному Гавайскому хребту.
В середине июля, дойдя по 38° с. ш. до 156° з. д., корвет почти под прямым углом повернул на юг, к Гавайским о-вам, а оттуда, идя примерно по меридиану 150° з. д., 18 сентября достиг о. Таити. Эта часть маршрута длиной около 5000 км была первым меридиональным профилем почти через всю Северо-Восточную котловину. Полученные экспедицией данные, казалось, красноречиво свидетельствовали: рельеф дна океана по разрезу сравнительно спокойный — глубины от 5100 до 5700 м встречены к северу от Гавайских о-вов и от 4300 до 5500 м — к югу от них; лишь в двух пунктах были отмечены поднятия — близ Гаваев (4050 м) и южнее о. Таити (3550 м). Такой неверный вывод удалось опровергнуть лишь много лет спустя.
В начале октября «Челленджер» двинулся сначала на юг по тому же меридиану, но у Южного тропика свернул на юго-восток. В пункте 40° ю. ш. и 133 з. д. корвет направился на восток и после трехдневной остановки у о-вов Хуан-Фернандес 19 ноября прибыл в чилийский порт Вальпараисо. На широтном участке первого профиля через Южную котловину между глубинами 3700 и 4100 м, у 39° ю. ш. и 113° з. д., Ч.У. Томсон выявил повышение дна до 2926 м, т. е. положил начало открытию Восточно-Тихоокеанского поднятия.
В декабре 1875 г., направляясь из Вальпараисо к Магелланову проливу, «Челленджер» сделал большой зигзаг по Чилийской котловине — его вершина находилась почти в 1200 км западнее побережья материка. На юго-восточном отрезке этого маршрута Ч.У. Томсон определил глубины 2423–2652 м. Учитывая отметку 2744 м, обнаруженную корветом ранее, на пути к Вальпараисо, можно говорить об открытии подводной возвышенности, прослеженной экспедицией на протяжении около 1300 км. Много лет спустя она получила название Чилийского поднятия. Изучение рельефа дна Тихого океана «Челленджер» закончил в начале января 1876 г. и, как мы уже отмечали, вышел в Атлантику 20 января.