В 6 часов 15 мин. взлетел и, набирая высоту около эскадры, следил за районом маневрирования флота на случай появления подводных лодок. Взяв 1000 метров, пошел на порт г. Варны, забирая высоту. Приближаясь к Варне, увидел, что в порту г. Варны и по пути подводных лодок и mypeцкux судов нет, а потому пошел дальше, с целью бросать бомбы. Приближаясь, был обстрелян орудийным огнем с батарей у общественного сада, у Еврейского кладбища и Галаты, а также и крейсером „Надеждой“, стоящего в порту… Проходя на высоте 1600 м над крейсером „Надеждой“, бросил в него малую бомбу, но промахнулся. Повернув, пошел над пакгаузом и бросил — поочередно две большие фугасные бомбы, из которых одна упала на полотно железной дороги между вагонами и пакгаузом, вторая упала на мол внутреннего порта рядом со штабелем угля.
Сбросив бомбы, пошел к батареям Галаты, куда сбросил одну малую бомбу, не разорвавшуюся при падении. Попутно авиационный унтер-офицер Демченко снял порт г. Варны… Пройдя над Галатой. повернул к флоту ив 7 ч. 20 мин. селу посыльного судна „Император Николай I“ для передачи донесения. Передав донесение, оторвался и полетел на разведку для охраны флота от подводных лодок, которую окончил в 8 час. 10 мин., после чего был поднят на посыльное судно „Император Николай I“…»[138].
Результаты разведки Марченко признали одними из лучших, и начальник авиации Черноморского флота старший лейтенант И.И. Стаховский ходатайствовал перед командующим флотом о награждении летчика орденом Св. Владимира 4-й степени с мечами и бантом 15 февраля 1916 г. эта награда была высочайше утверждена.
Вместе с боевыми товарищами Рагозиным и Крыгиным Марченко принял участие в бомбардировке порта Зонгулдак 24 января 1916 г. В состав маневренной группы входили линкор «Императрица Мария», крейсер «Кагул», эсминцы «Заветный» и «Завидный», гидроавиатранспорты «Император Александр I» и «Император Николай I» (на обоих было 14 самолетов). Налет проходил в весьма тяжелых условиях, о чем свидетельствовал историк флота Н.В. Новиков: «…условия для бомбардировки были весьма неблагоприятны, так как густые низкие кучевые облака закрывали Зунгулдак сверху и затрудняли летчикам нахождение целей и прицелку. Небольшие „окна“ в облаках лишь на короткий момент позволяли иметь ориентировку, и это обстоятельство в сильной степени отразилось на результатах налета. Попытки снизиться и держаться ниже облаков, на высоте менее 500 м, парализовались энергичным шрапнельным огнем неприятельских батарей, причем около аппаратов рвалось одновременно по несколько шрапнелей, что показывало наличие помимо высоко стоящих на возвышенностях батарей, стрелявших под большим углом возвышения, еще и специальных зенитных орудий