1922年，当利用声波的回声测深法被发明出来时，对海底考察的历史终于发生了革命性的改变。
第一艘使用声呐的船——“流星”号是德国的海洋调查船。1922年，这艘船对大西洋进行了调查。到1925年时，人们已经清楚地知道，海底绝不是毫无特征与平坦的。莫里的“电报海台”也不是一种平缓起伏的高地和低地，实际上它是一条山脉，比陆地上的任何山脉都长和崎岖不平。这一山脉在整个大西洋洋底蜿蜒延伸，其最高的一些山峰突出海面，形成像亚速尔群岛、阿森松岛以及特里斯坦—达库尼亚群岛那样的岛屿。人们称之为大西洋中脊。随着时间的推移，人们陆续发现了其他更加惊人的事实。夏威夷岛是一条水下山脉的顶部，从山脉的海底测量约高达1万米，比喜马拉雅山脉的最高峰还要高，因此，完全可以把夏威夷称为地球上最高的山。在海洋底部还有许多平顶火山锥，称之为海峰或海底平顶山。海底平顶山的名称是为了纪念瑞士血统的美国地理学家几岳而用他的名字命名的，1848年，在他移居美国时把科学的地理学带到了美国。第二次世界大战期间，美国地质学家H.H.赫斯首先发现了海峰，他接连测定出19座海峰的位置。在海底至少有1万座海峰，大部分在太平洋。1964年，在威克岛正南发现了一座海峰，高达4300米。另外，在浩瀚海洋的底部还密密麻麻地分布着数不清的大大小小的海沟，世界上最深的海沟——马里亚纳海沟，深达1.1万多米，即使是世界最高峰珠穆朗玛峰放在其中，也绝不会露出海面。海沟都位于各个群岛的边缘，总面积约占全部海底面积的1%。这看起来似乎不多，但实际上却相当于美国面积的一半，海沟的含水量是陆地上全部河、湖总含水量的15倍。
除海沟外，海底还密密麻麻地分布着大大小小的海底峡谷。有时海底峡谷长达几千千米，看上去像是河道。有些海底峡谷似乎确实是陆上河流的延伸，有一条峡谷明显地从哈得孙河延伸到大西洋。20世纪60年代，对印度洋进行了海洋调查，结果仅在孟加拉湾就找到了至少20多条这样的大沟槽。于是有人认为，这些海底峡谷曾经是陆地上的河床，当时印度洋的水面比现在低。但是，到现在为止，有些水下河道仍然处在海平面以下，似乎完全不可能曾经高出过海面。后来，许多海洋学家，尤其是尤因和希曾，提出了另外一种理论。他们认为，海底峡谷是由浊流挖成的。这种浊流是一种沿着近海大陆坡发生的、每小时96千米、雪崩塌式、充满泥沙的水流。
另外，在地壳中还发现有以很深的裂隙出现的断层，断层的一盘岩石紧贴在另一盘岩石上，定期地进行滑动，从而造成地震。这些断层也出现在板块的边界上或板块边界的分支上。在所有这样一些断层中，最有名的是圣安德烈斯断层，它从旧金山到洛杉矶沿着整个加利福尼亚州海岸延伸，是美洲板块和太平洋板块之间边界的一部分。
息息相关：海洋与光度
太阳光不仅给人类带来了光明，也带来了温暖，就连人们所吃的食物，如粮食、蔬菜、水果等，也同样离不开太阳光的照耀。那么，对于海洋来说，太阳光有什么作用呢？
首先，太阳光可以使海洋动物和潜水员在水下也能看见东西，要是没有太阳光的辐射，即使是在浅海中也只能是漆黑一片，美丽的海底世界也就不复存在了。其次，太阳光还会影响海水的温度、海流和海水的蒸发等。由于进入海面和水下不同深度光线的能量有所不同，海水的温度也就不均匀了。可别小看太阳光对海水温度影响这个问题，它可是直接影响到海水流动以及海水分布的重要因素。另外，太阳光还是海洋植物进行光合作用的必要条件，它调节着一切海洋植物光合作用的速度，而这些海洋植物又是所有海洋动物直接的或间接的食物来源。
因此，太阳辐射不仅影响着海洋植物的生长和分布，对海洋动物的生活、繁殖和洄游也有重大的影响。
那么海洋可以吸收多少太阳能呢？
海洋占地球总面积的71%，那么，是不是可以说，太阳辐射到地球的总能量的71%被海水吸收了呢？这倒也不是，因为海水是一种半透明的介质，太阳光到达海面时一部分被海面反射，另一部分经折射后进入水中，所以，到达海面的太阳能并不会被海洋全部吸收。
海洋的不同区域对太阳能的吸收和反射是不同的，平均来说，海洋的反射能力约为35%。在热带地区，海洋对太阳辐射的吸收最大，约为90%，相应的反射约为10%，这主要是因为热带的天空通常无云，而且光线几乎是垂直入射的。与热带相反的是，北极地带是反射能力高而吸收能力低的地区，因为北极地带海面几乎全年覆盖着冰层，天空经常多云，光线也是接近平行地入射到海面。在北极地区，太阳辐射的60%以上，有时甚至是80%会被海洋表面的白色冰雪反射回来。因此，北极海水的温度比较低，积雪也不易融化，有些地方甚至长年被冰层覆盖。
实际上，入射到海洋表面的太阳光，一部分被反射回空气中，一部分折射到海洋中，也就是说，只有一部分太阳辐射能进入大海。进入海水中的太阳光，受到海水的作用将严重衰减，所以它不可能传播得很远。即使是在最纯净的水中，这种衰减也是很厉害的。引起衰减的原因有两个，一个是吸收，另一个是散射。
光能在水中损失的过程就是吸收。其实，吸收也存在不同的物理过程：有些光子是在它的能量变为热能时损失的，有些光子被吸收后由一种波长的光变为另一种波长的光。而发生散射时，光子并没有消失，只是光子前进的方向发生了变化，不再是向下传播，这样一来能够到达海洋深处的光线也就减少了。研究表明，60%以上辐射来的太阳能是被海水表面厚度为1米的表层水所吸收的，而80%以上辐射来的太阳能是被10米深的表层水所吸收的，只有1%的光线能到达100米的深度。所以，除了浅海，太阳光根本无法到达海洋的底部。
没有阳光的深海，给人类探索海洋、开发海洋带走了许多的困难，比如在深海作业时，人们必须使用人工光源照明。当然，人类凭借自身的智慧，将阳光引进到深海里也不是不可能的。据报道，日本人已经利用光纤成功地将阳光引到了浅海海底，以增加海洋牧场中的光照量。
那阳光穿透海洋的最大深度是多少呢？
爬山的时候有没有感觉到山顶与山脚的阳光有什么不同？其实，在陆地上高度相差几百米的地方光强是不会有太大差别的。那么，海洋中的情况是不是与陆地上一样呢？
由于阳光在海水中的衰减要比在空气中大数千倍，所以海洋中的情况就有所不同，海洋表面和海洋深处的光强相差很大，而且这种差别和太阳的位置、不同的海域等因素密切相关。通常，太阳光只能到达水下几米或几十米深的地方，但在太阳当顶和大气条件理想的时候，在某些清澈的海域太阳光也能达到几百米的深处。例如，在大西洋的亚速尔群岛海域，人们发现在500米深处还能观察到微弱的蓝绿光，在800米深处还能看到非常微弱的、蓝色的光。
上面只是用肉眼观察到的情况，而用仪器记录到的阳光穿透海洋的最大深度大约是1000米，当然此时只有极少量的紫外线了。科学家发现，在深度大于1000米的地方，即使将灵敏度很高的感光底片曝光两个小时，也丝毫觉察不出光线的存在。所以，我们说阳光能穿透海洋的最大深度是1000米左右。
其实，阳光穿透海水的深度主要受以下几个因素的影响，即到达海面光线的强度、进入海水中光线的强度和海水对光线的衰减程度等。决定海水衰减程度主要的因素是海水的混浊度，即悬浮在海水中的固体微粒量，包括沉积物和微生物。海水中的小颗粒越大越多，微生物越多，海水就越混浊，阳光穿透海水的深度就越小。
另外，太阳在地平线上的高度也具有很大的影响，它不但决定了到达海面光线的强度，还决定了入射的角度。比如，正午的太阳光最强，而且又是垂直入射，所以正午的阳光穿透海水最深。当然，天气条件和辐射的波长也起着重要的作用。谁都知道，阳光在万里无云的晴天要比乌云密布的阴天更容易到达海面，自然进入海水的光线也就更多，穿透的深度也就更大。还有一个重要的因素，那就是由于海水对不同波长光的吸收能力不同，具体来说，在海水中长波部分衰减较快，短波衰减则比较慢，也就是红光衰减得比较快，蓝绿光则衰减得比较慢，所以不同颜色的光线穿透海水的能力也不相同。
海水的透明度
海水并非都是清澈透明的。有些地方的海水十分清澈，阳光可以穿过很深的距离；另外一些地方，海水比较混浊，阳光只能照射很短的距离。为了表示不同海域的海水能见程度，科学家引进了透明度的概念，顾名思义，透明度就是表示海水透明程度的一个量，它是衡量海水光学性质的一个简单而又重要的参数。
海水的透明度是怎样测量的呢？要测量海水的透明度首先必须准备一个白色圆盘，圆盘的直径为30厘米，什么材料都可以，但要保证它能沉入水中，这种圆盘通常被称为透明度盘。再在圆盘上面系上一根长绳子，并在绳子上做好长度标记。然后就可以把圆盘小心地放入水中，并让它缓慢地向下沉，千万要注意保持圆盘与水面平行。始终注意观察沉入水中的白色圆盘，当它刚好看不见时，记下圆盘在水中的深度，这就是该处海水的透明度，也叫能见度深度。
早在1804年，美国海军就发明了这种测量透明度的方法。当年，美国海军士兵在一艘名叫“总统”号的巡洋舰上，把一只白色瓷盘系在测深用的绳索上，沉入水中，直到44米深处这只白瓷盘才看不见了。这恐怕就是最早的透明度测量纪录了。
用透明度盘测量海水透明度虽然简便、直观，但也有不少缺点，往往会受一些客观和主观因素影响，比如受海面反射光的影响，受观测者眼睛高度的影响，还与眼睛的近视程度有关等，因此，测量结果不可能十分准确。而且透明度盘只能测出垂直方向上的透明度，不能测出水平方向上的透明度，测量结果不够完整。
为了更准确、更全面地测定海水的透明度，科学家研究设计了一种专门的仪器。该仪器内装有先进的光电管、集成电路，甚至微型计算机，可以得到海水透明度更准确的数据。它还可以测量太阳光从海面穿透海水的光通量，得到水下照明度的测量结果。如果在仪器中安装一个自带的光源，还可以测出光线通过一定厚度水层的光能量，经过计算就可以得到海水本身的透明度值了。当然，这种仪器不仅能测量海水的垂直透明度，还能测出它的水平透明度。除了一些简单的测量外，现在广泛使用的都是这种光电测量的方法。
离水面越近的地方就能看得越远吗？
我们知道，在水下离水面越近的地方光线就越好，那么，在水下是不是离水面越近的地方能见度就越高，看得就越远呢？事实上，答案并不像我们想象得那么简单。曾经在法国布勒斯特港西南方向沉没的“伊吉普特”号船上工作过的意大利潜水员报告称：在20米深以内能见度比较低，然而，随着深度逐渐增加，能见度又慢慢地好起来。沉没的船只到达120米深处时，光线虽然很微弱，但是能见度却能达到2米左右。
为什么会有这种“反常”的现象呢？其实产生这种现象的原因很简单，主要是因为靠近海面的表层海水中常有许多悬浮物，如浮游生物、微生物等。这些浮游生物就像空气中的沙尘暴一样，对光线有很强的散射作用，会明显地降低海水的能见度。这些浮游生物和微生物都喜欢生活在温暖的海洋表面，正是它们严重地影响了海洋表层的能见度。随着深度的增加，水温逐渐下降，这些生物越来越少，海水变得更加清澈透明，所以能见度又会慢慢增加。但如果深度进一步增加，海水又会因为缺少阳光而变得一团漆黑。可见，在一定的深度范围内，海洋深处的能见度有时确实会高于表层的能见度。
我国的海域包括渤海、黄海、东海和南海四个部分。据海洋工作者实际测量，这些海域的海水透明度各不相同。总体来说，从北向南，透明度越来越高。渤海是我国的内海，由于有机物比较多，生物繁殖茂盛，再加上沿岸江河泥沙的影响，海水透明度比较低，只有3～5米。黄海地区的海水透明度略高于渤海，为3～15米。东海地区可以达到25～30米。位于最南端的南海海域其海水透明度大都在30米以上，海水十分清澈透明。
其实，海水透明度不仅是海洋光学中的重要参数，也是反映海洋污染程度的重要指标。通过长期定时、定点的测量，人们就可以掌握海洋污染的第一手资料，为最终消除海洋污染提供科学依据。
复杂多变：海洋的温度
海洋的热量平衡决定着海水的温度。
我们知道，不同的城市、不同的季节，气温总是各不相同的。其实海洋中的情况也是这样，不同海域的温度往往各不相同，同一海域不同深度的海水温度也会有所不同。由于研究海水的温度及其分布规律对于研究海洋、开发海洋和利用海洋都有着十分重要的意义，所以，多年来海洋科学家们对于这一研究领域一直保持着浓厚的兴趣。这是因为，从海洋本身来说，几乎所有海洋现象都与海水的温度有关。
在军事上，潜艇的活动、鱼雷的发射等受海水温度的影响是很大的。强大的温度跃层常给潜艇的下沉和航行带来困难，上下层水温的差异会直接影响鱼雷的使用效果。
在气象上，海水温度的高低对于水面上的大气状况有着决定性的影响，比如，台风仅能在热带海洋发生，其中温度就是关键因素之一。
在海洋捕捞中，温度的影响就更为明显。由于鱼类不能调节自身的体温，其栖息场所常被水温所左右。许多鱼类都有其最适宜的温度范围，比如，秋刀鱼最适宜的温度范围为13.0～19.2℃，鲸鱼为13.0～20.2℃，沙丁鱼为12.0～18.2℃等。根据鱼类的这种特性，选择在最适温范围内进行海上作业，捕获量就可大大提高。
在世界大洋范围内，同一时间不同地点或者同一地点不同时间，海水的温度往往各不相同。由于海水的温度随着地理位置的不同、季节的更替，甚至太阳位置的变化而时刻变化着，所以研究海水温度的变化范围及其平均值是十分必要的。