Были обследованы триасовые отложения и каменноугольные месторождения Айс-фиорда, Белзунда и о-ва Акселя, где Виттенбург обнаружил верфенские отложения с фауной[10].
Экспедиция на о-в Шпицберген сыграла решающую роль в формировании направления научных интересов Павла Владимировича. Красота Арктики, безграничность ее просторов, неизученность природы, отвага и героизм исследователей покорили молодого ученого на всю жизнь. Его экспедиции, тематика курсов лекций – «Физическая география Арктики» и «История исследования полярных стран», организация Отдела полярных стран в Геологическом музее АН, активное участие в работе академической постоянной Полярной комиссии с момента ее основания в 1914 г., а также дальнейшие публикации были посвящены полярной проблематике.
Экспедиции на Кавказе. Издание первой монографии о геологии полуострова Муравьёва-Амурского
Непосредственно приступить к изучению геологии Крайнего Севера удалось лишь через несколько лет, так как необходимо было закончить работу на Северном Кавказе и подвести итог исследованиям полуострова Муравьёва-Амурского. На Кавказе были проведены еще две экспедиции в 1914 и 1916 гг., в этом же году вышла в свет монография «Геологическое описание полуострова Муравьёва-Амурского и архипелага императрицы Евгении» со многими иллюстрациями и геологической картой. Книга вышла в качестве ХV тома «Записок Общества изучения Амурского края».
В это же время отдел торговых портов Министерства торговли и промышленности России предложил Виттенбургу занять (по совместительству) должность геолога гидрогеологического отдела и совместно с Р.Ю. Гутманом и И.Д. Лукашевичем приступить к составлению гидрометеорологического очерка устья р. Енисея и Енисейского залива в связи с необходимостью строительства северного порта[11].
Начало преподавательской деятельности. Получение премии им. М.Н. Ахматова
В 1914–1915 гг. возникла потребность в чтении курса лекций «Учение о морских берегах и формах поверхности суши» на только что открывшихся Гидрометеорологических курсах.
Одновременно создавались Высшие географические курсы, переросшие вскоре в Географический институт. Павел Виттенбург принимал участие в их организации, затем стал профессором, а позже проректором этого института, где специально создал кафедру полярных стран