До конца 80-х гг. достоверные данные имелись лишь о северной и южной окраинах Тимана. «Белым пятном» оставалось огромное пространство между р. Ухтой и Тиманским Камнем (более 100 тыс. км²). Кроме данных В. Иславина, общие представления об орографическом расчленении Тимана были весьма неясны и противоречивы.

Летом 1889 и 1890 гг. Тиманский кряж изучал геолог Феодосии Николаевич Чернышев. Старой печатной карте нельзя было доверять: из всех рек Тимана Ф. Чернышев не мог назвать «ни одной, которая была бы нанесена сколько-нибудь удовлетворительно». Зато очень помогла составленная Д. 3. Трофименко по расспросам рукописная карта мезенского лесничества, очень подробная и добросовестно выполненная. Чернышев на лодках и пешком в очень тяжелых условиях, иногда просто голодая (как-то 10 дней он питался одной морошкой), пересек Тиман в нескольких местах. Он прошел но всем главным рекам края, преодолевая пороги, водопады и завалы, «и именно в тех частях Тиманского кряжа, которые представлялись наиболее загадочными…».

В 1889 г. Чернышев изучал южный Тиман — «…море лесов, покрывающих однообразную холмистую местность». Оказалось, что эта часть кряжа представляет плоскую возвышенность — типичное плато размыва с более или менее глубокими и широкими долинами. В 1890 г. он исследовал северный Тиман и обнаружил систему параллельных кряжей, о которых в литературе не было никаких сведений, разделенных иногда резко очерченными продольными долинами. Он выявил там шесть гряд, позднее сведенных в четыре: Каменноугольную, Чайцынский, Тиманский и Косминский Камень.

Ф. Чернышев и его спутник-топограф составили карту всего Тиманского кряжа от 61° с.ш. до Баренцева моря к востоку от Чешской губы, т. е. территории свыше 170 тыс. км², где «о каких бы то ни было дорогах… нет и помину», реки — единственные пути сообщения, да и то летом. Ф. Чернышев показал, что Тиман состоит из параллельно вытянутых на юго-юго-восток гряд различной длины. Он точно нанес на карту Ижму, Вычегду, Ухту, Цильму, Мылву и обе Пижмы-Печорскую и Мезенскую, по которым теперь проводят границу между северной и южной частями Тимана. Чернышев выяснил, что тиманские реки принадлежат к трем большим системам (Вычегды, Мезени, Печоры) или непосредственно впадают в море и в большинстве случаев прорезают «отдельные хребты Тимана, абсолютная высота которых значительно превосходит высоту водораздельных пространств». По оценке К.И. Богдановича, тиманские работы 1889—1890 гг. представляют одно из наиболее крупных географических предприятий в России конца прошлого столетия.