מגלי הארצות בעידן התגליות הוכיחו, מסוף המאה ה-15 ואילך, כי יבשת אפריקה מוקפת כמעט כולה במים וכי קיימת גישה לאוקיינוס ההודי ממערב וממזרח. תגליות אלה הקטינו את השטח שבו יכלה היבשת להימצא. למרות זאת, המשיכו קרטוגרפים רבים לתמוך בתאוריית אריסטו. מדענים כגון הגאוגרף הפלמי גרארדוס מרקטור ב-1569 והקרטוגרף הסקוטי אלכסנדר דאלרימפל ב-1767 עדיין טענו שהיבשת קיימת, כאשר אחת הטענות לקיומה הייתה שכדי שייווצר משקל שכנגד לשטח היבשה שבהמיספירה הצפונית חייב להיות שטח אדמה בעל מסה גדולה בדרום, לשם איזון. ככל שנתגלו שטחים נוספים בדרום, נמשך הניסיון לשייכם ליבשת ההיפותטית.
ב-1515 בנה יוהנס שונר גלובוס אשר התבסס על מפת העולם והגלובוס של מרטין ולדזמילר ושותפיו מ-1507. בגלובוס שלו, השמיט שונר בצורה בולטת את תיאורו של ולדזמילר על יבשת אנטראקטית שכונתה על ידו "בְּרָזִילִי רג'יו" (Brasilie Regio). היבשת של שונר התבססה, אם כי באופן קלוש, על דיווח מתוך מסע אמיתי: הסוחרים הפורטוגזיים נונו מנואל (Nuno Manuel) וכרישטוביו דה הארו (Cristóvão de Haro) הגיעו לאזור נהר הריו דה לה פלטה, אשר מיקומו פורסם ב-Newe Zeytung auss Presillg Landt ("ידיעות חדשות מהאדמה של ברזיל"). ידיעות אלה תיארו את מסע הפורטוגזים בעוברם דרך מצר ים בין הנקודה הדרומית ביותר של דרום אמריקה, או ברזיל, לשטח יבשה נוסף דרומית מערבית אשר כונה "ברזיל התחתונה" (Vndtere Presill).
"מצר" זה היה למעשה נהר ריו דה לה פלטה, וההתייחסות של הפרסום ל"ברזיל התחתונה" התכוון לחלק מברזיל בקווי הרוחב הנמוכים יותר, אך שונר טעה בפירושו ותיאר חלק זה כעברו השני של המצר. על בסיס רעוע של פרשנותו ליבשת הדרומית, נתן לה שונר צורה טבעתית אך לא פרט את הסיבות לכך. במאמר אשר נלווה לגלובוס הסביר שונר:
על בסיס שביב מידע זה, וביחד עם תפיסת האנטיפודים מתקופת רומא העתיקה, בנה שונר את מה שייצג לדעתו את היבשת הדרומית. ככל הנראה שימש המצר שלו כהשראה למשלחת בפיקודו של פרדיננד מגלן להגיע אל מלאקה מכיוון מערב.
שונר קיבל את גילוייה של ארץ האש על ידי מגלן ב-1520 כאישור נוסף לקיומה של היבשת ועל הגלובוסים שיצר ב-1523 וב-1533 תיאר אותה כ"טרה אוסטרליס, התגלתה לאחרונה אך לא ידועה במלואה" (ERRA AVSTRALIS RECENTER INVENTA SED NONDUM PLENE COGNITA). קרטוגרפים נוספים, כגון הצרפתי אורנס פינה ב-1531 והפלמים גרארדוס מרקטור ב-1538 ואברהם אורטליוס ב-1570, המשיכו בדרכו וציינו את היבשת על גבי מפות העולם שלהם. תפיסתו של שונר השפיעה על תלמידי בית הספר להכנת מפות בדייפ שבא לידי ביטוי בתיאור לה גראנדה איסלה דה ג'אווה (La grande isle de Java; "האי הגדול של ג'אווה") במפותיהם.
טרה אוסטרליס הופיעה במפות דייפ באמצע המאה ה-16 כאשר קו החוף שלה נמצא סמוך להודו המזרחית; לעיתים קרובות תוארה היבשת עם פרטים פיקטיביים רבים. גרארדוס מרקטור האמין בקיומה של היבשת הדרומית על סמך הגיון קוסמוגרפי. הגאוגרף והקרטוגרף הפלמי קורנליוס ויטפליט (Cornelius Wytfliet) התייחס לטרה אוסטרליס בספרו מ-1597 Descriptionis Ptolemaicae Augmentum:
בשנת 1576 טען הנווט ומגלה הארצות הספרדי חואן פרננדס כי גילה את היבשת הדרומית. על גבי המפה "Polus Antarcticus" שפרסם ההולנדי הנריקוס הונדיוס בשנת 1641 מופיעה טרה אוסטרליס ולידה שרשרת איים בצירוף כיתוב, לפיו גילה הרננדו גאלגו, אשר נשלח בשנת 1576 על ידי מלך ספרד, איים רבים במרחב שבין גינאה החדשה למצרי מגלן.
הנווט הפורטוגזי פדרו פרננדש דה קיירוש, אשר הפליג מפרו בראש משלחת לחקר האוקיינוס השקט וחיפוש היבשת הדרומית עבור ספרד בשנים 1605–1606, גילה ב-1606 קבוצת איים דרומית לגינאה החדשה (ונואטו של ימינו) ואת הגדול שבהם כינה לה אוסטריאליה דה איספיריטו סנטו (La Austrialia del Espiritu Santo; "האדמה הדרומית של רוח הקודש"), והתייחס במתן השם אוסטריאליה לבית אוסטריה ממנו יצא בית המלוכה הספרדי. בשובו תיאר דה קיירוש את האי בפני מלך ספרד כטרה אוסטרליס אינקוגניטה, וכתב כחמישים תזכירים המדווחים על מסעותיו, מתוכם הודפסו ארבעה-עשר על מנת להציגם בפני מועצת האינדיאס. התזכיר השמיני דלף והתפרסם באיטליה, הולנד, צרפת, גרמניה ואנגליה ועורר עניין רב מצד מלומדים ומגלי ארצות באשר לקיומה של היבשת הדרומית. בתזכירו העשירי מ-1610 כתב דה קיירוש כי גינאה החדשה נמצאת בקצה העליון של היבשת הדרומית וכי תושבי שתיהן דומים במראם ובמנהגיהם.
הנווט הגליסיאני או הפורטוגזי לואיס ואס דה טורס, ששימש כסגנו של פדרו פרננדש דה קיירוש, הפליג בחזרה בנתיב נפרד לאורך צידו המזרחי של איספיריטו סנטו והוכיח שמדובר באי ולא בחלק מיבשת גדולה. בנוסף, הפליג דרך מעבר דרומית לגינאה החדשה, שנודע מאוחר יותר כמצר טורס, והוכיח בכך שגינאה החדשה אינה מחוברת לאוסטרליה, מידע אשר אבד עד למציאתו בידי אלכסנדר דאלרימפל (ראו להלן). ב-1622 עדיין לא היה ידוע בוודאות על קיומו של מצר טורס ועל כך העיר הקרטוגרף ההולנדי הסל חריץ (Hessel Gerritsz), אשר הוציא לאור את תזכירו השמיני של קיירוש, על גבי מפת האוקיינוס השקט שפרסם ב-1622 (ושכללה לראשונה את קו החוף הצפוני של היבשת שתקרא מאוחר יותר אוסטרליה), בה מופיע המצר ללא שם:
כפי שניתן לצפות מרעיון המבוסס על ניחושים מרובים ומידע מבוסס מינימלי, היו המפות שהכינו הקרטוגרפים של המאות ה-16 וה-17 שונות מאוד זו מזו בהתייחס ליבשת הדרומית; כללית, התכווצה היבשת כאשר מיקומים פוטנציאליים עברו פרשנות מחודשת. בשיאה, כללה היבשת את ארץ האש (המופרדת מדרום אמריקה על ידי מצר מגלן), את גינאה החדשה ואת השטח שיכונה מאוחר יותר אוסטרליה. באטלס שפרסם אברהם אורטליוס ב-1570 השתרעה טרה אוסטרליס צפונית לחוג הגדי באוקיינוס השקט.
כאשר הופיעה על מפות, הקיפה היבשת את האזורים שלא נחקרו סביב הקוטב הדרומי, לכל הפחות, אך בדרך כלל הייתה גדולה בהרבה מאנטארקטיקה האמיתית והשתרעה צפונה, בעיקר באזור האוקיינוס השקט. ניו זילנד, אשר התגלתה ב-1642 על ידי אבל טסמן נחשבה לעיתים כחלק מטרה אוסטרליס.
אלכסנדר דאלרימפל, אשר בחן את יומני המסע הימיים של אנשי חברת הודו המזרחית הבריטית, מצא במהלך תרגום מסמכים ספרדיים שנתפסו במנילה ב-1752 את תיאור מסעו של טורס. תגלית זו הובילה את דאלרימפל לפרסם את "האוסף ההיסטורי של מספר מסעות ותגליות בדרום האוקיינוס השקט בשנים 1770-1771" (Historical Collection of the Several Voyages and Discoveries in the South Pacific Ocean in 1770–1771), אשר כלל תמונה מטעה של טרה אוסטרליס:
טענתו של דאלרימפל לקיומה של יבשת דרומית בלתי ידועה עוררה התעניינות נרחבת והביאה ב-1769 את ממשלת בריטניה להורות לג'יימס קוק להפליג באה"מ אנדוור ולחפש אחר טרה אוסטרליס מזרחית ומערבית לטהיטי, אשר נתגלתה ב-1767 על ידי סמיואל ואליס וכונתה על ידו "אי המלך ג'ורג'". תוצאות המסע הראשון של ג'יימס קוק בהקשר ליבשת הדרומית סוכמו על ידי קוק עצמו; ב-31 במרץ 1771 רשם קוק ביומנו:
המסע השני של קוק על גבי אה"מ רזולושן חקר את האוקיינוס הדרומי בין השנים 1772–1775 ובו נעשה שימוש חלוצי בכרונומטר כאמצעי למדידת קווי אורך לקביעת מיקום מדויק יותר במהלך הפלגה. קוק היה הראשון שחצה את החוג האנטארקטי והוכיח שיבשת דרומית אינה קיימת במיקומים שתוארו לפניו; הוא חזה, שיבשה תוכל להתקיים רק בסביבות הקוטב הדרומי.
דעיכת הרעיון.
בחלוף השנים החל רעיון קיומה של טרה אוסטרליס לאבד בהדרגה מאחיזתו. ב-1615 הקיפו יאקוב לה מייר ווילם סכאוטן את כף הורן והוכיחו כי ארץ האש איננה יבשת אלא ארכיפלג קטן יחסית, בעוד שב-1642 הוכיח מסעו הראשון של אבל טסמן באוקיינוס השקט כי אוסטרליה איננה חלק מיבשת דרומית מיתית. מאוחר יותר הפליג ב-1770 ג'יימס קוק סביב מרבית שטחה של ניו זילנד והוכיח כי אף היא איננה חלק מיבשת גדולה. במסעו השני הפליג קוק סביב העולם בקו רוחב גבוה מאוד ואף חצה מספר פעמים את חוג הקוטב והראה בכך כי קיומה של יבשת דרומית אפשרי רק בתוך תחומיו הקרים של הקוטב הדרומי ולא קיימת שלוחה אל אזור האקלים הממוזג כפי שחשבו בעבר. ב-1814 פרסם מתיו פלינדרס את ספרו "מסע אל טרה אוסטרליס" (A Voyage to Terra Australis) והסיק כי טרה אוסטרליס, אותה שיערו אריסטו ותלמי, אינה קיימת ורצה שהשם יתייחס אל מה שראה כדבר הגדול הבא, "אוסטרליה". הוא כתב: בליווי הערה בתחתית הדף:
לאחר זמן לא רב הוכח שמסקנתו שגויה, אך עד אז כבר דבק השם החדש שהעניק.
ממלכת ביך.
ביך (Beach) הופיעה על גבי מפות מהמאה ה-16, בעיקר אלה של אברהם אורטליוס מ-1570 ויאן הויגן ואן ליסחוטן (Jan Huyghen van Linschoten) מ-1596, כנקודה הצפונית ביותר של טרה אוסטרליס, יחד עם לוקאק (Locach), ממלכה אשר תוארה על ידי מרקו פולו כעשירה מאוד בזהב. "ביך" הייתה למעשה תעתוק שגוי של "לוקאק", כאשר האחרון היה השם שנתן מרקו פולו לממלכה התאית של לאבו (לופ בורי של ימינו). בקנטונזית מבוטאת לאבו כ"לו-הוק" (Lo-huk, 羅斛) ומשם לקח מרקו פולו את התרגום שלו. בשיטת הכתיב של השפה הגרמנית במאה ה-16 היה דמיון בין לוקאך ובואֶך (Boëach). בשל התעתוק השגוי במהדורת 1532 של הספר מסעות מרקו פולו שונה לוקאך לבואך, ומאוחר יותר קוצר לביך.