Разбирая вопрос о возможности Северного морского пути, Ломоносов пытается уловить в хаосе разрозненных и не связанных между собой фактов основные закономерности, что позволило бы не только научно осознать бесчисленное множество отдельных явлений, но и разрешить вопросы, для решения которых в то время не представлялось никаких других средств. Поэтому Ломоносов впервые пытается установить общую закономерность в образовании земной поверхности и занимается так называемыми геоморфологическими гомологиями.
«Рассматривая весь шар земной не без удивления видим в море и в суше некоторое аналогическое взаимно соответствующее положение», — пишет Ломоносов и указывает как пример такой аналогии «две великие суши земной поверхности, Старой и Новой свет составляющие», которые «много фигурою [то есть очертаниями своих берегов] сходствуют». «По такой великой аналогии заключаю, — продолжает Ломоносов, — что лежащий против Сибирского берега на другой стороне северной Американской берег Ледовитого моря протянулся вогнутою излучиною, так что северную полярную точку кругом обходит». Исходя из этой аналогии, Ломоносов приходит к выводу, что «берег Северного Океана насупротив Сибирскому лежащий», тогда еще ничем и никогда не посещавшийся, должен быть «крут, приглуб, и много меньше пресной воды изливать нежели Сибирской». А из этого, в свою очередь, следовало, что сибирский берег с большим числом многоводных рек «несравненно больше льдов плоских то есть стамух производит, нежели Американской», который, в свою очередь, «производит больше падуну, нежели пологой Сибирской».
Предположения Ломоносова о характере американских берегов Полярного океана, о которых еще ничего не было известно в науке, оказались во многом близки к действительности, как это с удивлением отмечали позднейшие географы. Ломоносову удалось почувствовать здесь существование общей закономерности. Но дальнейшие ее выводы оказались неверными, так как он приписывал главную роль в образовании морского ледяного покрова речным и глетчерным пресноводным льдам. Поводом для такого мнения послужила, вероятно, малая соленость морских льдов, что подтверждалось и поморской практикой. В то же время Ломоносову, как физику, было хорошо известно, что растворы замерзают медленнее пресной воды. Этим Ломоносов и объяснял, что море в районе Мурманска «во всю зиму чисто», а «около Кильдина никогда льдов не видают», так что «тамошние рыболовы начинают свои промыслы с Николина дня, а у Кильдина острова ловят и зимою», тогда как Белое море, расположенное значительно южнее, «зимою великой лед производит так, что около половины оным покрывается». Все это Ломоносов мог непосредственно наблюдать сам в годы своей юности. «Причина тому видна ясно, — предлагает он свое объяснение, — ибо мелкое перед Океаном Белое море, принимает в себя пресную воду из Двины, Онеги, Мезени и других меньших вод, ради слабости росола меньшим морозом повинуясь, в лед обращается. Напротив того глубокой Океан Норвежской, не имея в себя впадающих знатных рек, не теряет своей солоности и морозам не уступает, сохраняя свою жидкость». Ломоносов не знал о существовании в этих местах Гольфстрима (карта которого была составлена только в 1770 году) и не мог предложить другого естественного объяснения, кроме этого.