1864年7月26日，“邓肯号”游船刚刚驶出苏格兰海湾不久，就遇到了一件怪事，水手们钓起了一条3米多长，重达600多斤的鲨鱼，它的肚子里，竟然藏着一只酒瓶。水手们议论纷纷，爱德华船长对大副奥斯丁说：“你把瓶子拿过来，海上的漂流瓶，里面说不定装着什么宝贝呢。”
瓶子里面没有装着什么宝石一类的宝贝，相反有些破烂——几页残破的纸片，上面用英、法、德三国文字写着：
1862年6月7日，三桅船“不列颠尼亚号”……沉没在靠近巴塔戈尼亚一带海岸的南半球海面……因紧急登陆，两名水手和船长格兰特……到达此大陆，将受俘于野蛮的印第安人。特抛下此文件于经……纬37°11’B处，乞予救援，否则必死于此！
爱德华爵士喜欢航海，又是个好心人，回到英国后，他马上在《泰晤士报》登了一则启事：
欲知三桅船“不列颠尼亚号”及其船长格兰特的消息者，请询问爱德华·歌利纳帆爵士。
地址：苏格兰……
没几天，一个叫玛丽·格兰特的女孩和一个叫罗伯尔·格兰特的男孩找到了爱德华爵士，他们是格兰特船长的两个孩子。
爱德华爵士和夫人海伦两人这才明白，那个抛下瓶子的格兰特船长竟是个传奇人物：三年前，格兰特想在澳大利亚一带海域找出一片陆地来，以便安置苏格兰移民。为此，他把儿女托付给亲戚，自己带着探险队，驾驶着“不列颠尼亚号”去太平洋各大岛屿探险去了。看到启事，格兰特船长的这双儿女更加心急如焚：他们的爸爸是已经葬身大海，还是被土著人抓去了？
海伦夫人对爱德华爵士说：
“爱德华，亲爱的！我们的“邓肯号”游船很结实，它不怕南半球海洋上的风浪！我们去寻找格兰特船长吧——你不是答应带我去环球旅行吗？”
爱德华爵士亲切地说：“好的，亲爱的。”
玛丽和罗伯尔高兴极了！作为格兰特船长的儿女，他们当然要随船出发。
爱德华爵士办事雷厉风行，立即着手作远航寻找格兰特船长的准备。装煤，补充燃料；扩大了库舱，装进两年的粮食；他还在船头甲板上，安装了一门大炮以防万一。
1864年8月25日，“邓肯号”起航了，乘员有爵士夫妇、玛丽姐弟、船长门格尔、大副奥斯丁、一位随船的少校等。好笑的是，当游船出了北海峡开始在大西洋上航行时，船上突然冒出来一个陌生人！他叫巴加内尔，是一名地理学家，准备去印度考察，可他上错了游船——将错就错，糊涂的地理学家只好随船出发，等有合适的机会再去印度了。
“邓肯号”船着南纬37度线航行，一路上没有寻到格兰特船长的踪迹。来到南美洲大陆后，地理学家巴加内尔说：
“海洋上一时找不到，也许漂流瓶是从内陆河流到海里去的，我们为什么不去大陆上找找看？”
于是，说好碰头地点，除了船长门格尔和海伦、玛丽两位女士留在船上，大家都下了船，开始了他们“横贯南美洲大陆的散步”。
在南美洲大陆，爸爸没找着，罗伯尔·格兰特差点丢了性命：一只秃鹫将他抓上了天空。就在这紧急的时刻，当地的一位叫巴塔戈尼亚的猎人赶到，一枪击中了秃鹫，救下了小罗伯尔·格兰特。
罗伯尔奇迹般的死里逃生后，大家又有过“夜遇红狼群”、“遭遇大洪水”等惊心动魄的考验，但是，连格兰特船长的影子也没看到。他们和“邓肯号”上的留守人员会合后，沿着南纬37度线，径直驶向新的希望所在地：大洋洲。
航程很艰难，巨浪和暗礁几乎摧毁了“邓肯号”，大家将成桶的海豹油倾倒进大海里铺成油毯，受了伤的“邓肯号”才滑过浪尖，抵达澳大利亚大陆。
在澳洲，大家九死一生，终于查寻到了格兰特船长的消息：他们遇到了“不列颠尼亚号”的水手长艾尔通。通过他，大家知道了格兰特船长的下落。可恨的是，这个被格兰特船长赶下船的坏蛋，竟做了海盗的头儿，他带领土匪袭击了爱德华爵士一行人，还劫持了他们写给大副奥斯丁的信件。信中爵士要求大副奥斯丁将修好的“邓肯号”开到澳大利亚东海岸等候。
“邓肯号”找不到了，没有了航海的工具，无奈之下，大家准备散伙。玛丽和罗伯尔失望极了。没办法，大家只好坐上“麦加利号”双桅帆船，计划取道新西兰返回欧洲。新西兰沿岸的景色很美，但是这些美景没让大家高兴起来，因为更大的危险来了：他们被有吃人恶习的土人抓住了。原来，英国殖民者正在和当地土人打仗，酋长“啃骨魔”准备用这几个欧洲人，去换回他们的大祭师。
为了活命，爵士一班人在罗伯尔的帮助下，挖开了囚室的墙，但是被土人发现了，他们只好跑上山，快到山顶时，土人不追了——原来，爵士他们闯入了一个酋长的墓地，按照土人的迷信，这里是神灵禁地，他们不敢靠近，谁靠近老天就要惩罚谁！
墓地建在一个小的火山上。为了摆脱土人的围困，爱德华爵士带领大家，制造了一次人工火山爆发——他们掀开压在火山口上的巨大岩石，“拔掉了塞子”的火山口顿时喷出地火和岩浆，土人惊吓得四散而逃。
爵士带领大家脱险了。他们跑到大海边，竟然奇迹般地发现了自己的“邓肯号”，船是大副奥斯丁驾驶着，那个海盗头子艾尔通也被押在船上！
原来，上次在澳洲大陆，鬼使神差间，地理学家巴加内尔写给奥斯丁的信件出了一点错误：他把澳大利亚东海岸写成了新西兰东海岸。艾尔通带着偷来的信件找到“邓肯号”时，聪明的奥斯丁识破了艾尔通的诡计，他控制住了这个坏蛋以后，就按着信上的要求，来到了新西兰东海岸。
爵士和海盗艾尔通开始谈判：爵士同意将艾尔通“放生”在一个孤岛上，艾尔通就告诉他格兰特船长的一点消息。爱德华爵士同意了。艾尔通说：其实，格兰特船长的“不列颠尼亚号”就是在新西兰附近海域出事的，至于格兰特船长的生死，他的确不知道。
大家又有了一点信心，他们决定先为艾尔通寻找一个“流放”的荒岛，再接着去找格兰特船长。不久，小岛玛丽亚泰勒萨进人了他们的视野——但是不能将艾尔通放上岛，因为夜色中的小岛上有烟火，可能有土人在上面生活，艾尔通要是上岸，必死无疑。善良的爱德华爵士决定，天亮以后再为艾尔通找一个无人的孤岛。
玛丽·格兰特和罗伯尔·格兰特彻夜未眠，他们望着漆黑的海洋和夜空，在心里一个劲地呼唤：爸爸，爸爸，你在哪里呀？
……
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