因為租用水下探測器與聘請深水潛水員費用太昂貴了，他決定自己套上簡易的“淺潛裝置”，獨自到湖底探測，並請莫萊作證。
2002年10月2日，他們兩人又來到了湖邊。舊地重遊，物是人非，莫萊不勝感慨，賴欽亦格外悲痛。賴欽背上氧氣瓶，套上頭燈與蛙蹼，捆著繩就下水了。
隨著深度的增加，他覺得胸口壓力越來越大。潛到了約12米深時，他覺得血直向頭上湧，鼓膜好像就要壓破了，但他仍然下潛。突然，他覺得水溫一下子大大升高，一看溫度表，升高了約10℃！他雖然吃了一驚，還是堅持下潛。湖底終於到了，那裏有不少大小不等的洞口，每個洞口都冒出一串串水泡。
這時，他覺得手腳發抖，腦袋的血管快要爆開了，胸口快要壓炸了。可是，他還是盡全力控製住手，用帶來的容器盛了滿滿一瓶水樣。擰好瓶蓋後，他一下子失去了知覺……
醒來時，他發現自己躺在岸邊，原來莫萊把他救上來了。於是他們趕緊把水樣密封好，趕回美國研究所。
在氣體測量室裏，水瓶一打開就立即冒出大量水泡。經化驗，冒出的氣體為二氧化碳。他們都知道，二氧化碳在空氣中含量隻要達到10%，就能致人於死地。
“凶手找到了！殺人湖的秘密找到了！”賴欽情不自禁叫了起來。然而研委員會主任佩德爾是一個思路嚴謹的人，他冷靜地反問：“湖底為什麼有這麼多的洞？洞口為什麼會冒出這麼多的二氧化碳？湖水為什麼突然變熱？那麼空曠的地方二氧化碳怎麼會致人死亡？”
賴欽和莫萊不能圓滿回答，謎團還是沒有解開。
回到家後，賴欽心潮起伏。他對佩德爾豐富的學識佩服得五體投地。不過，他也非常不服氣，謎團一定可以解開！他決定再次下水探索，莫萊被他鍥而不舍的精神感動了，再次陪同。
2002年10月11日，他們又千裏迢迢，來到茨基湖邊。賴欽再次下潛。大約下潛到12米深處，還沒有發現多少水泡，可是再下潛約1米，突然發現大量水泡，奇怪！
他再細看，發現所有的水泡在離湖底約3米處，都不再上冒。好像上麵有一層厚玻璃將水泡擋住了。他再細看這“隔離層”，覺得它們沒有異常。這太奇妙了！他原來以為這個與外界不通的“獨水湖”應該有大量的沉積物，卻發現湖底的沉積物並不多。這又讓他感到意外。他取了“隔離層”的水樣與沉積物。
回到洛杉磯後，他們對水樣進行了檢測。結果表明，水樣中有大量其他湖泊中罕見的有機物。據分析，它與茨基湖中沉澱物的化學成分十分相似。由此可以認定，這些有機物也是茨基湖中的特殊沉澱物。佩德爾說：“它們為什麼會漂浮在湖水中。而且會形成隔離層呢？這是解決全部難題的關鍵。”
他們苦思冥想，不得其解。後來在莫萊的建議下做了模擬實驗。兩個多月後，謎底揭開了：由於火山內部活動頻繁，產生了大量的二氧化碳，這些二氧化碳促使湖底特殊的有機物溶化於水，形成一層“隔離層”，把二氧化碳都包裹在下麵；投石時，石頭打破了“隔離層”，大量的二氧化碳從破口處浮上水麵，在湖麵上的人自然會因過濃的二氧化碳窒息而死。“拋石殺人”的原因找到了。同時，他們也揭開“拋石不殺人”和“不拋石也殺人”的謎底。
賴欽和莫萊的研究成果得到了研究所的肯定，奇爾頓?達羅克姆被追認為“為科研事業以身殉職”。在科研委員會上，麵對經久不息的掌聲，賴欽熱淚盈眶，他說：“如果奇爾頓在天有靈，那麼他一定會聽到這掌聲！”