El 8 de agosto de 1771 parte hacia Sonoytac, que está en la papaguería, acompañado de tres guías indios y una caballería. Anda por el desierto del Colorado para encontrar caminos y localizar fuentes de agua. Establece en este viaje el primer contacto con los yumas. El día 23 atraviesa el Colorado, creyendo que era el Gila. Conoce al jefe de los yumas, más tarde conocido por Salvador Palma. Llega a zonas donde se dejan sentir las mareas en territorio cajuenche Sigue hacia el oeste buscando fuentes de agua Divisó Sierra Madre y descubre el paso de San Felipe, paso entre Sonora y California. Emprende la vuelta el 13 de octubre por las dunas del desierto del Colorado para llegar a San Pablo de los Yumas y de allí a San Javier del Bac.
El descubrimiento del paso de San Felipe por Fray Francisco Garcés en 1771 tuvo una gran trascendencia geográfica. Garcés identificó una vía que permitía superar la barrera montañosa y avanzar desde los territorios de Sonora hacia California. Sus exploraciones hicieron posible que, en 1774, Juan Bautista de Anza, con Garcés como guía, abriera una ruta terrestre hasta la misión de San Gabriel. Aquella comunicación sería decisiva para las posteriores expediciones colonizadoras españolas hacia Alta California y contribuiría al establecimiento de San Francisco.
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