Возвратившись в Петербург, Петр Алексеевич поступает на физико-математический факультет Петербургского Университета и в то же время ведет научную работу в Географическом Обществе.
Изучая ледниковые явления, он обосновывает теорию о ледниковом периоде. С целью фактического подкрепления своей теории Петр Алексеевич весною 1871 г. едет в Финляндию и Швецию для исследования ледниковых наносов.
Однако, Петр Алексеевич решает бросить карьеру ученого и перейти в ряды борцов за свободу. Он отказывается от поста Секретаря Географического Общества, и в феврале 1872 едет за границу.
