Чтобы перевозить соль более дешевым водным путем, Рычков добился денег на строительство легких барочных судов, речных пристаней. Наполовину сократил число каторжников, заменив их вольнонаемными рабочими. В течение 1771 года ему удалось добыть 359 тысяч пудов, то есть в семь раз больше того, что планировал первый арендатор рудника Алексей Углицкий.
Служебная круговерть, многогранные хлопоты о руднике отбирали у Рычкова много времени, но и обогащали его живейшим материалом для творчества. В 1772 году в «Трудах Вольного экономического общества» публикуется большая его статья «Описание Илецкой соли» — первое в экономикогеографической литературе аналитическое исследование соляного промысла. В ней говорится, что соль расположена огромным куполом, и, хотя разработки ведутся уже на глубине тринадцати сажен, «конца залежи не предвидится, ибо природа в неизмеримом количестве ее приготовила». Неизвестно, когда и кем она найдена, «но в том ни малейшего нет сомнения, что и древние пользовались солью. Свидетельство тому развалины, множество ям и насыпных бугров, где они ту соль добывали».
Приблизительные оценки запасов Илецкого соляного месторождения дал в своей книге путешествий и академик Петр Паллас: «Сколь глубоко Илецкая каменная соль простирается в землю, того доподлинно определить не можно. Для исследования глубины оставил я там горный бурав, которым в день с великим трудом просверливали крупную соляную опоку не много больше полуаршина, при том же горный бурав несколько раз ломался; и напоследок осенью в глубоком месте ямы просверлили 20 аршин с лишком сквозь самую чистую соль и дошли до черного столь крепкого камня, что невозможно было глубже буравом сверлить, и принуждены были работу оставить».
Тайна илецкой подземной кладовой привлечет интерес многих ученых последующих поколений. Применяя более совершенную горную технику, они неостановимо приближались к разгадке соляного месторождения, «богатейшего в целом свете».
Горный инженер капитан Рейнке, пробурив в 1850 году 145-метровую скважину, определил запасы илецкой соли в количестве 74 миллиардов пудов. Он подсчитал, что при ежегодной добыче в объеме 4 миллионов пудов запасов хватит на восемнадцать тысяч лет. В 1935 году геологи мощным буром прошли соляной монолит на глубину 463 метра, но каменносоляной флец уходил еще дальше. Только благодаря химикогеофизическим исследованиям ученые установили, что толщина соляного купола не менее полутора тысяч метров. То есть запасы илецкой соли действительно неисчерпаемы и, как пророчил Рычков, могут удовлетворять потребности государства «на премногие века и в неизмеримом количестве».
Его восхищали несравненные ее качества: «Чистотою и твердостью едва сыщется где подобная ей!» Будущее подтвердит эту высокую оценку. Илецкая поваренная соль, «твердая, как мрамор, и чистая, как стекло», будет отмечена медалями и призами на всемирных и всероссийских выставках и ярмарках девятнадцатого столетия.
В ноябре 1772 года начальник Главной соляной комиссии тайный советник Михаил Яковлевич Маслов прислал Рычкову ордер, в котором объемы добычи соли были «похвалены и почтены против всех годов отличными». Комиссия пригласила Рычкова приехать в январе следующего года в Москву с отчетом о работе. Рычков незамедлительно выехал.
Узнав, что Петр Иванович заявился в столицу, Вольное российское собрание Московского университета пригласило его на свое заседание. Профессор Иван Иванович Мелиссино произнес в честь ученого-географа и историка приветственную речь, торжественно представил его как автора полезных и известных сочинений. Это учено-литературное общество предложило Рычкову звание своего члена в надежде, что «уральский Ломоносов» будет сотрудничать с издательством Московского университета.
Петр Иванович не замедлил откликнуться на предложение. Возвратясь в Оренбург, он вскоре выслал в издательство рукопись своей новой книги «Введение к Астраханской топографии», которая уже в следующем году была выпущена в свет. В первой части ее изложена история губернии с древнейших времен, во второй описано падение Астраханского ханства и присоединение его к России.
В Москве Петр Иванович, помимо встреч с учеными, как обычно, пообщался и со своими непосредственными начальниками по Главной соляной конторе — Петром Дмитриевичем Еропкиным и Михаилом Яковлевичем Масловым. У последнего он побывал на дому, где в застолье беседовали не только о работе Илецкого и других соляных промыслов России. Рычков жадно интересовался культурной жизнью.