Para demostrar la capacidad de navegación de los aborígenes sudamericanos a las islas en el Océano realizó en 1947 una expedición desde Perú a la Polinesia a bordo de una balsa de troncos llamada Kon-Tiki.

Realizó la primera expedición arqueológica a las islas Galápagos descubriendo los principios de gobernabilidad de las balsas por los aborígenes de Ecuador. Organizó expedición arqueológica noruega a la isla de Pascua y al Este del Pacífico, descubriendo marcados estratos culturales con correspondencias en Sudamérica, introduciendo así arqueología moderna en el Este de Polinesia (1955-56). Después de sus experimentos en el Pacífico centró su atención en el Océano Atlántico. En 1969 comenzó a realizar estudios sobre la posibilidad de navegación en balsas hechas de papiro y en 1970 construyó y viajó en el Ra II desde Safi (Marruecos) a Barbados con tripulantes de diferentes países.

Continuó investigando la navegación prehistórica construyendo y navegando una embarcación de tipo sumerio, el Tigris, y con una tripulación de 11 hombres de diferentes países navegó desde Qurna (Irak) Pasando por el Valle del Indo hasta llegar al estado de Djibouti en África (1977-78). Organizó expediciones arqueológicas a las islas Maldivas descubriendo ruinas de templos Budista e Hindú anteriores al asentamiento musulmán del siglo XII, 1982-84. Organizó expediciones arqueológicas noruego-chilenas a la isla de Pascua excavando varias murallas de tipo preincaico y dirigiendo los primeros experimentos para transportar las gigantescas estatuas en posición vertical, 1986-88. Desde 1990 funda un proyecto arqueológico hispano-noruego en las Islas Canarias, protegiendo las pirámides escalonadas en Güímar (Tenerife) y presidiendo el Comité Científico Internacional de la fundación FERCO (Fundación para la Exploración e Investigación de los Orígenes Culturales). En el año 2001 organizó una expedición arqueológica Ruso-Noruega a Azov, en el delta del río Don, que reveló que esta vieja ciudad fortificada era un centro de comercio muy importante en la antigüedad.