当天下午，地面搜索人员对上午搜索过的地区，又进行了第二次搜索，可还是没发现第四枚氢弹的踪迹。

空军核事故调查队询问了数十个目击者，对渔夫奥尔兹提供的线索颇感兴趣。他们认为，如果确实如奥尔兹所说，那么氢弹就在离海岸5．5 英里处的海底。当然，也许他看错了，因为他并不知道氢弹是什么样子。

为确定第四枚氢弹坠落的具体位置，空军侦察机对这片长12 英里、宽8 英里的区域进行了高空摄影。1 月19 日中午，一幅航空照片镶嵌图送到威尔逊将军的办公室。在这幅透明塑料地图上，划分成许多小块，每块面积1000 平方英尺，搜查中发现每一小块飞机残片的位置都标在图上。专家们仔细研究这幅图，并结合目击者的叙述，重现事故的全过程。接着，美国国内的十几台各种各样的大型计算机投入了运转。根据已找到的3 枚氢弹的位置，推算出它们在空中飞行的弹迹和空气动力轨迹，以及准确的碰撞点。以此为基础，分析出第四枚氢弹的假定弹道和空气动力轨迹。计算机最后运算结果表明，这枚氢弹可能落在内陆一个直径两英里的圆形地带，也可能掉进离岸几英里的海底，这取决于氢弹的降落伞是否打开，打开的程度以及是否被烧毁。

于是，威尔逊将军决定先在地面搜寻。搜索队发现这圆形地带布满了零零星星的耕地和废弃的矿井，他们300 多人排成一排，手拉手缓缓地穿过这一地区，在每一个值得怀疑的凹地、坑穴、矿井和坑道部插上小红旗，一共插了400 多面。随后，直升飞机运来军械专家，带着照明设备爬进每一个旧矿道和竖井，将坑坑洼洼的地方搜了个遍。搜索队花了37 个小时才从北向南把这一地区搜了一遍，接着又开始第二次搜索，从西向东推进。这种拉网式的搜索一共进行了8 次，而且一次比一次细致。但结果却一无所获。人们开始相信渔夫奥尔兹的说法，即那枚氢弹很可能落入海中。

1 月22 日，也就是空中撞机发生后的第7 天，美国军方派人来到位于马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋学研究所，要求借用该所的“阿尔文”号深水潜艇去协助寻找落入海中的那枚氢弹。“阿尔文”号是一艘长22 英尺的科学实验潜艇，下潜深度可达7500 英尺。

1 月23 日，南欧美国海军突击与支援部队代理司令格斯特少将，接管了海上搜寻和回收氢弹工作。他统辖的部队被称作第65特种部队。第二天他便飞抵帕洛马雷斯，乘直升飞机考察了飞机残片的分布情况，然后划定了面积达120平方英里的搜索区域。

格斯特将军从地中海和大西洋各舰队调来130名蛙人和潜水员，各种配备有奇特仪器的船只也汇集到出事区域。来自费城的海军研究船“迈兹阿”

号，上面装有水下摄影机，它提供了大量的清晰的水下照片。

海洋调查船“达顿”号测绘了搜索区域的海底地形。不久，一个海底地形的石膏模型就送到了格斯特少将的办公桌上。海底情况不很妙，到处是陡坡和沟谷，崎岖不平，在东南部甚至还有一条深达9000英尺的水下深谷。

格斯特把渔夫奥尔兹请来，详细地讯问了情况，然后一起登上扫雷艇。

奥尔兹向将军指明了当时他看到氢弹入水的准确地点。格斯特把这一地点标在海图上，以它为中心画了个半径为一英里的图，称之为“阿尔法一号区”。

这很可能是氢弹坠落的地点。靠近海岸处为“阿尔法二号区”，那里曾打捞到许多飞机残片。如果氢弹的降落伞没有完全打开，氢弹就可能坠入在那片区域。

水下搜索是按深度分层次组织实施的。水下80英尺以内由潜水员用肉眼搜索；水深80英尺到130英尺的区域由潜水员、扫雷艇和电声纳扫描仪负责；130英尺到200英尺以下。由“海洋实验室二号”潜水艇派出的潜水员搜索；搜索水下200英尺到380英尺的区域，潜水员需戴上头盔；再往下到600英尺的搜索工作，一概由潜水艇进行；600英尺以下就得动用“阿尔文”号和另外一艘深水潜艇“阿鲁明纳”号了。