Chappe se propose  dans le seconde partie de son ouvrage d'éclairer d'abord la géographie. Il a  fixé la position des principaux endroits de Russie qu'il a parcourus; il a mesuré leur élévation à l'égard de la mer. La différence des méridiens de Paris et de Tobolsk a été déterminée par l'éclipse de Soleil du 3 juin 1761.

« M. Pingré l'avait d'abord déterminée de 4 heures 23 minutes, 51 secondes. Mais supposant la longitude de Stockholm (d'après M. l'abbé de La Caille) plus grande de 22 secondes, celle de Tobolsk soit augmentée dans le même rapport. M. Pingré suppose alors la différence des méridiens entre Paris et Tobolsk, de 4 heures, 24 minutes, 14 secondes. D'autres astronomes l'ont déterminée de 4 heures, 24 minutes, 28 secondes.-»

Chappe, lui, aboutira à une valeur de 4 h 24 minutes, 18 secondes. Et la différence entre Paris et Tobolsk sera donc de 66 degrés, 4 minutes et 30 secondes. La longitude de Kazan est pour sa part déduite d'observations des satellites de Jupiter : 

« Le 3 octobre (1761) j'observai, dit Chappe, à Kazan, une émersion du premier satellite de Jupiter [Io] à 7 heures 51 minutes 13 secondes. Cette éclipse dut arriver à Paris à 4 heures 44 minutes 19 secondes. Le même jour j'observai une émersion du second satellite [Europe]  à 13 heures 48 minutes 45 secondes. Elle fut observée à Vienne à 11 heures 37 minutes 37 secondes. La différence des méridiens entre Kazan et Vienne est donc de 2 heures onze minutes 28 secondes. On sait que la différence entre Paris et Vienne est de 56 minutes 10 secondes. Ainsi la différence des méridiens entre Paris et Kazan doit être de 3 heures 7 minutes 38 secondes. Les deux observations du premier et du second satellite donnent des résultats qui diffèrent de 44 secondes. »

Comparant ensuite les résultats qu'ils a obtenues en divers autres endroits à ceux qui sont consignées sur les meilleures cartes de Russie, il trouve dans celles-ci des erreurs d'un degré et demi sur certaines longitudes et d'un demi degré sur certaines latitudes. Mais il n'ose se flatter de n'avoir pas commis de nouvelles erreurs sur la géographie, en voulant corriger les anciennes. La modestie de cet aveu ne peut qu'augmenter la confiance en l'astronome, en diminuant celle qu'on peut avoir en l'astronomie.

Des géographes modernes avaient placé les limites entre l'Asie et l'Europe, avec Gmelin, sur le fleuve Oby [a]. Mais comme cette opinion supposait beaucoup de lignes imaginaires, tirées à travers de grands déserts, elle n'a pas été celle du plus grand nombre. Cependant il faut encore tracer ces lignes imaginaires, en prenant pour limites les monts Poïas (l'Oural), soit qu'on ne les connaisse pas assez bien, soit que leur chaîne ne se continue pas depuis la mer glaciale, jusqu'au mont Caucase. Mais les fleuves et les rivières qui bordent ces montagnes, peuvent tenir lieu de ces lignes, et suppléer à l'interruption de la chaîne. Ces rivières sont le Don, la Volga, la Kama, la Koïva et la Petchora. Le premier de ces fleuves se jette dans la mer Noire; le dernier dans la mer glaciale. On tire des lignes dans les intervalles les plus courts qui séparent ces différents fleuves; et ces lignes et ces fleuves rempliront les espaces vides qui peuvent se trouver dans la chaîne qui lie les monts Poïas aux monts Rhymniques.

« Cette limite, dit Chappe, déterminée par la Nature, ne laisse aucune incertitude, et elle bordera presque partout la chaîne de montagnes qui sépare l'Asie de l'Europe. »

La chaîne de monts Poïas, qui paraissent une branche du Caucase, ou des monts Rhymniques, se trouve à Solikamskaïa, large de quarante lieues, et faite en dos d'âne. La montagne la plus élevée est celle de Kiria, qui est de quatre cent quarante toises au dessus du niveau de la mer; mais ces montagnes n'ont que peu délévation, relativement au sol qui leur sert de base. Elles ont quelquefois, sur leurs sommets; des plaines de plusieurs lieues. D'Ekaterinburg à Pétersbourg, on trouve encore cette même chaîne, mais les montagnes y sont plus basses. Après qu'on l'a passée, on traverse une plaine de vingt lieues, au bout de laquelle est une seconde chaîne, qui n'est marquée nulle part dans les cartes géographiques [b]. Elle paraît une branche des monts Rhymniques, et se réunit aux monts Poïas : c'est du moins l'opinion de l'abbé Chappe. Elle s'étend depuis Orda jusqu'à Offa (Oufa). L'auteur croit qu'elle continue sur le bord oriental de la Kama. Mais c'est plutôt une discussion qu'une affirmation.

Après avoir déterminé les latitudes et les longitudes des principaux endroits de la Russie, l'abbé Chappe y a mesuré la hauteur du terrain relativement à la mer. Avant d'entrer dans les détails de cette opération importante, il fait des remarques préliminaires sur l'application du baromètre au nivellement du globe, et sur les modifications que la condensation de l'air peut apporter à cet usage du baromètre.

Il est ainsi, dit-il, de déterminer la hauteur d'une montagne par le baromètre, parce qu'il ne faut pas beaucoup de temps, et qu'on s'aperçoit des variations dans l'atmosphère pendant le cours de cette opération. 

« Mais lorsqu'on veut faire usage du baromètre pour niveler le terrain, tout semble se réunir pour procurer des résultats diamétralement opposés à la vérité. »

Dans les petites distances, les variations de l'atmosphère étant constamment uniformes sur une certaine étendue de pays, on peut obtenir des résultats très exacts, pourvu qu'on ait comparé les baromètres, et qu'on tienne compte de la différence qui peut se trouver entre les instruments. Les variations de l'atmosphère sont communément uniformes sur une distance de cent cinquante lieues, sauf les orages, les ouragans, et les accidents momentanés, qui troublent l'atmosphère dans un pays, tandis que dans la province voisine elle est tranquille. On peut donc obtenir à cette distance, la hauteur relative de deux endroits, par une suite d'observations faites en même temps, sur des baromètres égaux. Mais à de grandes distances, les variations de l'atmosphère sont si différentes, que dans certains cas on peut commettre des erreurs de plus de cent soixante toises.

Après avoir discuté de l'opinion de plusieurs physiciens (Picard, Cassini, Mariotte, Maraldi, La Hire, Bouguer...) sur les causes de ces erreurs, Chappe explique sa méthode : 

« Je monte avec un baromètre sur le sommet d'une montagne, laissant un piquet à tous les endroits où le mercure descend d'une ligne, après m'être bien assuré par plusieurs opérations, que l'atmosphère n'a pas varié, et que chaque station répond à une ligne de mercure, je détermine avec un niveau la hauteur de chaque station, et connaissant la hauteur de l'une par rapport au niveau de la mer, je connais également la quantité d'air qui répond à une ligne, à ce même niveau. »

Le froid excessif qu'on éprouve dans cette contrée, est, dit-il, un phénomène inexplicable. Des physiciens du premier ordre en ont attribué la cause à la prodigieuse élévation que les voyageurs ont donnée au terrain de Sibérie. Mais est-il aussi élevé qu'on l'a pensé? C'est ce qu'on peut voir dans les mesures qu'il a prises en différents endroits de cet immense désert.

Il suppose la hauteur moyenne du baromètre au niveau de l'Océan, de vingt-huit pouces, une ligne, un douzième; au niveau de la Néva à St Pétersbourg, de vingt-sept pouces, onze lignes, sept douzièmes : la Néva sera donc élevée au-dessus de l'Océan d'une ligne, six douzièmes, qui équivalent à dix-sept toises, quatre pieds, trois pouces. Cette hauteur exprime la pente de la Néva, depuis Pétersbourg jusqu'à son embouchure dans la mer Baltique.

Les hauteurs de Tobolsk.

A Tobolsk, la différence de hauteur n'est pas bien grande. Cette ville est divisée en deux parties. L'une est située sur le rivage de l'Irtych; l'autre sur une montagne de vingt-huit toises, deux pieds, trois pouces, au-dessus du niveau de la rivière, à l'endroit où l'académicien fit ses observations. 

« Je reconnus, dit-il, qu'en transportant mon baromètre du niveau de cette rivière au sommet de la montagne, le mercure descendait de deux lignes, trois douzièmes; d'où je conclus que la première ligne était égale à douze toises, trois pieds, six pouces; la seconde à douze toises, quatre pieds, six puces, la troisième à douze toises, cinq pieds, six pouces, et ainsi de suite. En supposant la hauteur moyenne du baromètre à Tobolsk de vingt-sept toises, sept pieds, dix pouces, comme je l'ai déterminée, la première ligne de mon baromètre répond au niveau de la mer à onze toises, quatre pieds, six pouces. »

la grandeur du niveau de l'Irtych à Tobolsk est donc de soixante huit toises, quatre pieds dix pouces au-dessus de la mer. L'auteur nivelant ensuite le terrain qui s'étend de Pétersbourg à Tobolsk, trouve à Novgorod, le lac de ce lieu plus élevé de huit douzième de ligne, que la Neva, et par conséquent de sept toises, cinq pieds, dix pouces. A Twer, il a trouvé la Volga élevée au-dessus de la Neva, de quatre lignes, six douzièmes; ou de cent trente et une toise un pied. A Moscou, la hauteur moyenne du baromètre, est de vingt-six toises, quatre pieds, onze pouces; et le niveau de la rivière de cette ville est au-dessus de la Neva de deux cents cinquante-une toises, un pied neuf pouces. A Kazan, la Volga est plus élevée que la Néva (toujours mesurée à Pétersbourg) de deux lignes, trois douzièmes.

Mais il faut franchir ces détails qui demandent une étude ou une attention suivie, de ceux pour lesquels l'abbé Chappe les a rassemblés; il faut passer aux réflexions générales qui terminent ce nivellement.

Une chaîne de montagnes, dit l'auteur, traverse du midi au Nord, sous le 75^e degré de longitude, la vaste plaine qui s'étend depuis Pétersbourg jusqu'à Tobolsk, où l'on va de l'Ouest à l'Est. Cette plaine de sept cent lieues de longueur, et large de quatre cents, est interrompue de plateaux. Elle a la mer Baltique à l'Ouest, l'Irtych à l'Est, la mer glaciale au Nord, et les mers Caspienne et d'Azov au Midi. Les pays situés au Nord et au Sud de la route qui mène de Pétersbourg à Tobolsk, sont plus bas que ce chemin, puisque la plupart des fleuves en tombent à droite et à gauche. Les extrêmes du Nord et du Sud sont au niveau de la mer.

Ceux de l'Ouest et de l'Est surpassent ce niveau; l'un à Pétersbourg, de dix-huit toises, l'autre à Tobolsk, de soixante-trois toises. 

« La plus grande hauteur du pays compris entre Pétersbourg et Jachelbiza, sur une distance de près de cent lieues, est de quarante cinq toises [au-dessus de la mer].

La distance de Jachelbiza jusqu'à Offa est de quatre cents lieues environ. Toute cette étendue de pays doit être considérée comme un second plan. On y trouve dans quelques endroits des monticules, et des buttes ou plateaux [...] Ces plateaux ont quelquefois trente et quarante lieues de diamètre. La hauteur de celui de Moscou est de deux cents soixante-neuf toises au-dessus de la mer [...] Tous ces plateaux ont environ quatre-vingt-dix toises, au-dessus de ce second plan [...].

On entre à quelques lieues d'Offa dans la chaîne des montagnes connue sous le nom de monts Poïas, ou monts Riphées. Elle se partage en deux vers le Midi. Une grande plaine les sépare. A l'endroit le plus bas est Tikonoska, dont la hauteur a été déterminée de cent soixante-huit toises, et l'endroit le plus élevé, est Saborca, de deux cents vingt-huit toises. »

Depuis cette chaîne jusqu'à l'Irtych, est une distance d'environ cent vingt lieues, qui forme un quatrième plan, mais incliné; au lieu que les autres sont parallèles à l'horizon. L'angle de ce plan avec l'horizon est à Tobolsk de 2 degrés et demi environ. Il s'élève de plus en plus vers le Midi, et s'abaisse en allant vers le Nord. La pente de ce terrain depuis la chaîne jusqu'à Tobolsk est de cent sept toises, en le prenant au pied des montagnes jusqu'au niveau de l'Irtych.

C'est ici que l'abbé Chappe cesse de s'accorder avec les voyageurs qui l'ont précédé. 

« Ils ont tous reconnu, dit-il, que le terrain de la Russie s'élevait en approchant des monts Poïas : mais ils ont tous supposé qu'il s'élevait de même à l'Est de ces montagnes; et ils nous ont représenté cette contrée comme la partie la plus élevée de toute l'Europe. D'après mon sentiment, non seulement les différents plans qui composent la Sibérie sont médiocrement élevés; mais le terrain, au lieu de s'élever à l'Est des monts Poïas, s'abaisse au contraire. 

Quoique l'opinion de tous les voyageurs n'eût pour base aucune observation publiée dans leurs ouvrages, cependant l'accord de leur relation à cet égard, avait établi un si grand préjugé en faveur de cette opinion, que j'étais persuadé que cette partie de la Russie était prodigieusement élevée; de sorte qu'ayant reconnu en réduisant mes observations, que mes résultats étaient entièrement opposés à l'opinion reçue, je rejetais cette différence sur mes observations. »

« J'avais renoncé, écrit-il, au baromètre pour toujours. Je repris cependant mon travail après plusieurs mois, et me livrai aux seules observations. Un premier calcul fait grossièrement me fit connaître, par l'accord de mes résultats, que j'étais sur la bonne voie. J'abjurai un préjugé qui était démenti par toutes les observations; je ne consultai plus que les faits.

Isbrants-Ides estime que les montagnes de Verkhotourie ont cinq-mille toises de hauteur; j'ai déterminé celle de Kyria, la plus élevée du pays, de quatre cent soixante et onze toises au dessus du niveau de la mer. Cette détermination fondée sur des observations exactes, ne peut souffrir aucune difficulté. »

« des plaines de Sibérie, qui ne sont pas moins élevées au-dessus du reste de la Terre, ni moins éloignées de son centre, que ne le sont d'assez hautes montagnes en plusieurs autres régions. »

« Les pays asiatiques septentrionaux, dit-il, sont considérablement plus élevés que les européens, et ils le sont, comme une table, en comparaison du plancher sur lequel elle est posée. Car lorsqu'en venant de l'Ouest, et sortant de la Russie, on passe à l'Est, et par les monts Riphées et Rymniques, pour entrer en Sibérie, on avance toujours plus en montant qu'en descendant.. »

« Mes observations, dit Chappe de son côté, sont directement opposées à tous ces faits, et à cette assertion. Elles prouvent qu'en allant des monts Riphées vers l'Est, le terrain, au lieu de s'élever, s'abaisse. Pour s'assurer de cette vérité, il suffit de jeter un coup d'oeil sur une carte quelconque de cette contrée : on y reconnaîtra une multitude de rivières qui ont leur source dans les monts Riphées, et leur cours à l'Est, puisqu'ils ont leur embouchure dans l'Irtych, à cent vingt lieues de la chaîne. »

La Géographie de Cellarius donne pour un fait que les monts Riphées sont perpétuellement couverts de neige. Ce fait, souligne Chappe, ne prouverait pas que les montagnes du Nord soient très élevées, leur latitude suffit pour y conserver un froid presque éternel. La cause du froid des montagnes est bien différente sous l'équateur, de ce qu'elle est à un éloignement de 60 degrés de cette ligne. Au Pérou, ce n'est que la hauteur des montagnes qui peut y conserver des neiges éternelles : en Sibérie, c'est la hauteur ou le voisinage du Pôle qui cause le froid  non seulement des montagnes, mais des plaines, plus ou moins élevées. Au reste Chappe nie que les montagnes de la Sibérie soient couvertes de neige toute l'année. Celles de Solikmanskaïa n'en ont plus à la fin de mai, quoique plus au Nord et plus hautes que celles d'Ekaterinbourg, où l'auteur n'en a point trouvé dans le mois d'août. 

« Si le fait que rapporte Cellarius avait quelque fondement, il n'aurait pas échappé à MM. Gmelin, Strahlenberg, Muller, et à tant d'autres voyageurs qui ont parcouru cette contrée.-»

[b] Sur les cartes modernes, elle n'y apparaît en fait que comme une ligne de collines parmi d'autres...