Trascorse quasi trent'anni a fare ricerche nelle regioni polari, diventando la prima donna scienziata a fare ricerche in Antartide. Si unì alla prima spedizione antartica sovietica (1955–57) e lavorò con ANARE (Spedizione nazionale australiana di ricerca antartica) sull'Isola Macquarie.
Le sue ricerche contribuirono a creare il primo atlante antartico, un'opera innovativa in quattro volumi pubblicata in Unione Sovietica. Marija Klënova trascorse la maggior parte del suo tempo facendo osservazioni a bordo delle navi rompighiaccio russe Ob' e Lena. Il suo gruppo effettuò misurazioni oceanografiche nelle acque antartiche e subantartiche. Insieme a lei c'erano altre sette donne a bordo dell'Ob', fatto di per sé eccezionale; ma a quell'epoca era rarissimo che alle donne fosse permesso avventurarsi sulla terraferma, per cui dovevano fare affidamento sui colleghi maschi per raccogliere e riportare a bordo i campioni. Klënova lavorò anche a Mirnyj, una stazione di ricerca russa in Antartide sulla Queen Mary Coast, condivisa con ricercatori australiani e polacchi. Sulla via del ritorno, scese dalla nave sull'Isola Macquarie, divenendo la prima scienzata donna a sbarcare a terra da una nave di ricerca e la prima donna a compiere in Antartide una propria ricerca.[4]
Il suo libro Geologija morja (in italiano Geologia del mare) pubblicato nel 1948, è il primo libro di testo dedicato ai metodi e alle osservazioni di geologia marina.[5]
Klenova MV e Jastrebova LA (1938) Clorofilla nei sedimenti come indicazione della fase gassosa dell'acqua. Trans. Ist. Mar. Pesca, URSS 5, 65–70.
Klenova, MV (1939) "Verso lo studio della natura della linea costiera del Caspio settentrionale (osservazioni da un aereo)." Natura n. 1 pag. 72–73 (in russo).
Klenova, MV Geologia del mare (Mosca, 1948), p. 424. (In russo)
Geologia del delta del Volga (1951, coautore)
Geologia del Mare di Barents (Mosca, 1960) (in russo)
Struttura geologica della scarpata continentale del Mar Caspio (1962, coautore)
Precipitazioni del bacino artico basate sulla deriva l / s G. Sedov (1962)
Geologia dell'Oceano Atlantico (Mosca, 1975) (in russo)
^ E. Kalemeneva, E e J. Lajus, Soviet Female Experts in the Polar Regions, in The Palgrave Handbook of Women and Gender in Twentieth-Century Russia and the Soviet Union, Palgrave, 2017, pp. 269, ISBN9781137549051.