Больше всего интересовали Нансена самые глубокие водные слои — придонные воды. Его занимало, откуда ведут происхождение эти воды и как они обновляются. Над этими проблемами Нансен сам работал вплотную.
Методы исследования, применявшиеся в то время, когда снаряжалась экспедиция на «Фраме», были далеко не совершенны, определения температуры и солености были недостаточно точны, что затрудняло обработку результатов измерений. Нансен неоднократно пытался получить новые пробы и наконец сам отправился в 1912 году на судне «Веслемей» в район Шпицбергена. Лед помешал ему продвинуться так далеко на север, как хотелось, но все же удалось взять ряд проб, и этого было достаточно, чтобы доказать, что в тех местах наблюдается именно та соленость, какую он предполагал.
Нансен лучше, чем кто-либо другой, понимал, что необходимо предъявлять самые высокие требования к точности при исследовании физических свойств и потому не жалел никаких усилий, чтобы улучшить технику. Он взял ряд контрольных проб и выявил все возможные недостатки в аппаратуре, которой пользовался ранее. Затем он сконструировал несколько новых приборов. Вертушка Нансена до последних лет была наиболее употребительным инструментом при океанографических наблюдениях.
Многие пожимали плечами, говоря о чрезмерной дотошности Нансена, которая была отличительной его чертой с юношеских лет. Но именно эта тщательность в мелочах и привела к тем научным результатам, благодаря которым Нансена стали называть основоположником глубоководных исследований.
После похода на «Фраме» он писал:
«Из собственного опыта я извлек урок, который извлекали многие до меня: теперь, когда говорить об этом уже поздно, я вижу, что все можно было сделать куда лучше. Приборы и методику можно было без особого труда значительно улучшить. Теперь я понимаю, что впредь исследования океана будут представлять какую-то ценность лишь в том случае, если они будут вестись с куда большей точностью, чем до сих пор».
Результаты экспедиции к Северному полюсу изложены в шести томах отчета, которые выходили с 1900 по 1906 год.
Когда Нансен обрабатывал материалы похода на «Фраме», каминная превратилась в его кабинет, в который никто не имел права входить. Даже мама не смела лишний раз туда постучаться. Ее большой бехштейновский рояль перенесли оттуда в гостиную. А в столовой осталось маленькое пианино, которое она к тому же больше любила. Здесь она музицировала и занималась с учениками.
Но были люди, на стук которых всегда открывались двери кабинета Нансена. Это были молодые люди, организовывавшие новые экспедиции. Поход на «Фраме» стал образцом для последующих полярных экспедиций, и к Нансену часто обращались за советом и наставлениями.