他详细记录了瓦尔登湖及其周边的生态，包括水、冰、雪，鱼虫鸟兽，花草树木，湖床地貌。对大自然，他不是被动享受，而是主动接近。在梭罗之前，人们认为瓦尔登湖深不可测，甚至有人相信根本就无底。梭罗系统测量了湖床轮廓，确定瓦尔登湖最大深度整好是102英尺。为了确定湖床轮廓，系在渔绳下端的石头不仅触底了，绕着湖都触底了好多次。什么东西都有个尽头，怎么会无底呢？
湖面开始结冰的时候，他为了考察湖底，俯卧贴在只一英寸厚的冰面上。新英格兰冬天的寒意，敌不过他对大自然的热情。随着冰层加厚，他专门取出一块冰来，研究新旧冰层之间的气泡，吃惊地发现，气泡正下方的冰融化，明显比别处快，使气泡下方冰的下表面，看起来象一只倒置的碟子。观察刻苦、细致，令人叹服。
这一现象，梭罗没解释。我们可以试一试。阳光照在冰面上，部分能量被冰吸收，导致冰层受热而逐步融化。冰层融化通常从下面开始，因为上面跟空气接触，温度常在零下；而下面跟水接触，温度恒为零，比上面高。气泡对阳光的吸收率远小于冰，所以气泡下方比起横向其它地方，光的强度较大，因而冰融化得较快。这是主要因素，还有次要因素。冰里面的气泡是一个发散透镜，如果不计冰对光的吸收，那么气泡下方光强，就会比横向其它地方小；这只是次要因素，不足以克服前述主要因素。从物理的角度，梭罗的观察是准确可信的。
有一次，梭罗在湖上划船，追赶潜鸟。潜鸟能飞，故为鸟。善游，不仅能在水上游，还能在水下快速、长时间潜泳，故称潜鸟。叫声粗嘎古怪。在这场游戏中，潜鸟从没让我们的思想家接近到三十米以内。当潜鸟钻到水下时，思想家竭力揣测它潜行的方向，屡遭戏弄，南辕北辙。潜鸟总会在思想家背后，冷不丁露出水面，狂放大笑。一个钟头过去了，潜鸟还是新鲜如初，完全没有会疲倦的迹象。
