В Алайской долине и прилегающих к ней районах в 1877 г. начала свою деятельность Ферганская научная экспедиция. В ее работе принимали участие известные исследователи Средней Азии Н. А. Северцов и И. В. Мушкетов. Среди участников этой экспедиции были геологи, зоологи, топографы и астрономы. Продвигаясь в горы из Оша, где была база экспедиции, они составляли подробные описания исследуемых местностей и карты. Одной из задач экспедиции было обследование перевалов Заалайского хребта и отыскание путей, выводящих из Алайской долины во внутренние области Памира.
Проникнув в верхнюю часть Алайской долины через перевал Талдык, отряд Н. А. Северцова в 1877 г. обследовал в Заалайском хребте перевал Кызыларт. За перевалом Кызыларт путешественники вступили в долину р. Маркансу. Стоял сентябрь, в горах выпал снег, и экспедиция возвратилась в Ош, не достигнув оз. Каракуль, хотя до него оставалось не больше шестнадцати километров.
В 1878 г. Северцов предпринял новую попытку проникнуть к оз. Каракуль и исследовать области, лежащие к югу от Заалайского хребта. Дневники экспедиции повествуют о нелегких испытаниях, выпавших на долю исследователей Памира.
За Ошем караван экспедиции вступил в горы. Продвигались по узким тропам, которыми издавна пользовались киргизы, перегонявшие свои стада в Алайскую долину. По мере подъема климат становился все более суровым, жаркие дни сменялись холодными ночами и утренними заморозками. Последние заросли низкорослой арчи остались позади, в ущельях северного склона Алайского хребта.
Топливо добывали, раскапывая корни терескена, невзрачные кустики которого еле возвышались над сухой почвой безжизненных долин Восточного Памира, в которые вступила экспедиция, пройдя через перевал Кызыларт. Люди и лошади страдали от недостатка кислорода. При ходьбе и резких движениях у путешественников возникала сильная одышка. Ночью участников экспедиции, утомленных тяжелыми дневными переходами, мучили головные боли и бессонница. На больших высотах трудно было приготовить обычную пищу: горох и крупа не разваривались, хотя их варили в котлах часами; пришлось раньше положенного времени расходовать неприкосновенный запас сухарей.
Экспедиция Н. А. Северцова все дальше продвигалась в глубь гор и долин Восточного Памира. Каждый десяток километров пройденного пути открывал перед путешественниками новые панорамы неведомой страны. Топографы экспедиции Руднев и Скасси составляли карты внутренних областей Памира, в дневниках исследователей появлялись все новые данные об этой стране.