8点23分，“的里雅斯特”号压载舱缓缓进水，深潜器开始下沉。9点时，深潜器到达水下244米处。这时，周围的海水能见度开始降低。到了水下700米时，周围漆黑一片。11点30分，深潜器到达7900米深处。此时，艇上发生一些小故障：驾驶室侧面有几滴海水渗入，两起小爆炸炸裂了舱内的一块有机玻璃。“的里雅斯特”号这时深潜到了9900米了，忽然传来一阵阵沉闷的爆裂声，密封舱也同时被震得摇晃起来。11点56分，“的里雅斯特”号上的回声探测仪发出了即将到达海底的讯号。此时离“挑战者深沟”只有91.5米了。12点6分，“的里雅斯特”号走完了这段最后的航程。探照灯灯光照亮了覆盖着硅藻层的海底，人类第一次达到这个“世界之渊”。“的里雅斯特”号终于测得“挑战者深坑”的深度为11022米，消息立即传遍了全美国和全世界。“的里雅斯特”号的发明人，76岁的老皮卡德激动万分，因为深潜海底的夙愿终于由他的儿子和另两位探险者共同完成了。几天后，当时的美国总统艾森豪威尔在华盛顿亲自给杰昆斯·皮卡德和唐·沃尔什授奖。1964年，“的里雅斯特”号深潜器退役，被陈列在美国国立博物馆里；皮卡德父子的业绩永远载入人类探险家的光辉史册。
“的里雅斯特”号深潜器在马里亚纳海沟发现深海海底存在大量生物体的活动。世界上最深的海沟是11022米的马里亚纳海沟，这个深处是否有生物存在？直到1960年1月23日，“的里雅斯特”号深潜器成功下潜抵达，这个不解之谜才被揭开。深潜器利用探照灯光看见，沉寂的海底静卧着一只红虾，游浮着一条30厘米长、15厘米宽的扁平状鱼，它的两只大眼睛微突，如同两只灯泡。
在万余米的黑暗深渊中，在极高的海水压力下，水温只有－2～2℃，有时达－5℃的冰冷海水中，生物依靠什么生存？科学家通过海沟底海水取样化验发现：那种味似臭鸡蛋的海沟底处海水中，含有极丰富的硫化氢物质。这种硫化氢多半来源于海洋动物的尸体。很多种细菌能利用硫化氢分解释放的能量繁殖生长。海沟底部的管形蠕虫、贻贝等生物能够吞食这些细菌而生存；而一些食肉动物如螃蟹、鱼等又能以管形虫、贻贝等为食物。这些生物的粪便反过来又能被一些浮游生物利用；从而形成一种新型的海沟底食物链。
大洋洋底的生物是依靠来自地球内部的热能，维持一系列生命活动的。这与陆上生物依靠太阳获取能量不同。这是生物科学史上的一次具有深远意义的新发现，是人类认识上的一大进步。进一步的研究表明，这种细菌有奇特的耐高温本领，能在250℃的环境下生存。大部分植物和动物在环境温度超过40℃时就难于生存；如果大于65℃，大部分细菌也无法存活，而大洋底部的这些细菌在250℃的高温和高压下繁衍很快。这对探索其他星球的生物存在是一种新的启迪，它具有深远的意义。
这些深海生物中。最引人注目的是一簇簇的红冠蠕虫，大的长达2～3米，它的白色外套管固定在岩石上，保护着自己的身躯。它既没有嘴，也没有眼，不存在消化系统，依靠伸出套管顶端的身体过滤海水中的食物。它们的血液格外鲜红，里面充满饱含铁质的血红蛋白。全世界海洋里的地壳裂缝共有7万多米长，那里有不少温泉和热泉，究竟有多少深海生物至今仍是一个谜。
美国科学家根据对海底热泉附近的生物活动特性的研究，得出这样一个推论：在火星环境中，生物可能会以类似的方式存在并且繁衍。这个推测引起许多科学家的兴趣。继“的里雅斯特”号深潜器完成世界上最深处的探险壮举之后，法国人若尔日·乌奥和皮埃尔·维尔姆也设计并建造了一艘新的深潜器“阿基米德”号，它长21.3米，排水量196吨，是当时世界上最大的深海潜水器。
1962年5月9日，“阿基米德”号准备对太平洋的另一条海沟勘察加海沟，进行一次海底探险。7月23日，日本东京水产大学的一艘实习船拖带着“阿基米德”号，经过两天两夜的海上航行，到达预定下潜海域。乘“阿基米德”号下潜的人员有东京水产大学教授佐佐木忠义、法国海军上尉奥明和海洋地质学家特洛伊斯博士。上午7时40分，“阿基米德”号缓慢地向深海潜去。过了1小时20分，该深潜器下潜深度达到3200米。11时16分，下潜深度达到9600米。深潜器已经接近海底了。“阿基米德”号打开探照灯，沿着海沟缓缓移动，密切地窥视着神秘的海底世界。淡黄色的海底沉积物立即引起几位科学家的强烈兴趣。他们知道，这些沉积物是海洋地质学家研究海洋地质难得的资料。于是，他们开动采样器，抓紧收集样品。11时47分，“阿基米德”号悬停在9800米这个接近海底的高度上，透过观察窗，科学家看到在近万米的海底居然有水流，而且还游动着一群体长3.4厘米的小鱼。在1000个大气压下，这群小鱼竟无拘无束地聚集在深潜器的灯光下。“阿基米德”号在万米海底整整待了3个小时，创造了一项新的世界纪录。下午14时10分，3位科学家告别海底，返回地面；16时48分，“阿基米德”号顺利地完成了这次成功之举。
1968年8月11日，一艘名叫“格洛玛·挑战者”号的科学考察船开始了它的处女航。它经过15年的航行，不仅验证了大陆漂移说、板块构造说，而且还有许多新的重大发现。
科学家从赤道处钻取玄武岩心，岩心的剩余磁性表明：其最初的位置是南纬40度，距离现在的位置为4500千米。从而验证了历史上印度板块曾大规模北移，直至与亚洲板块相撞形成喜马拉雅山的假说。
“挑战者”号还有一些令人惊异的新发现，大洋板块向另一板块下俯冲时，平铺其上的沉积层因密度小无法随其俯冲而堆积于俯冲沟内，建造起一种混乱的沉积结构。地中海曾在很长一段时间内多次变为一个炎热的、没有生命、没有水的坑穴。坑底位于海面之下3.2千米，大约550万年前，它的西面又出现一条裂缝，大西洋的海水轰鸣而入，使这个坑穴再次灌满水。当时火山无论是分布范围还是喷发的猛烈程度，都远远超过今天。在日本东部，由火山在形成的伸入太平洋达2400千米的楔形熔岩地块，是经过5000万年形成的。夏威夷群岛和皇帝海岭，是由夏威夷岛下的火山地带造成的。在过去的7000万年里，海底先向北、然后向西移动，把夏威夷移到目前的位置上。它最终还将向西移动，岛下的火山也将熄灭。在它现在位置上，将出现一座新的岛屿等等。
“格洛玛·挑战者”科学考察船号通过广泛的考察，证实了埋藏在大洋底下的矿产资源远比埋在陆地下的要丰富得多。在墨西哥湾、南极罗斯海区都发现了储量可观的油气；在红海底和地中海底炽热的裂缝里发现了含金、银、铜、铝、锌的多金属软泥。
在海底钻取岩芯过程中，科学家将钻头钻入海底后就一根接一根地放下钢管，再将这些钢管连同挖取的岩芯一起拉上来。截开后纵向剖开，一半送往美国研究，一半在船上进行分析、检测。世界各国都被深海科学钻探的结果所吸引，并且有越来越多的科学家参加了“挑战者”号的工作。
1983年10月，“格洛玛·挑战者”号完成最后一个航次，正式退役，并由一艘名为“乔迪斯·坚决”号的更先进的钻探船所取代。“格洛玛·挑战者”号在15年的科学考察中，获得了多项重要发现，改写了地球演化历史，为海洋科学写下了光辉的一页。因此它的退役也成为重要事件。1970年，国际大地测量与地球物理联合会和国际地质科学联合会（IUGS）一起，提出了“国际地球动力学计划”（GDP），在探索地质活动和地质现象的深部基础上，研究了东、西太平洋等主要地震带及其与近代构造史的关系，使海底构造的研究向纵深发展。80年代实现的“岩石圈计划”把“国际地球物理年”、“上地幔计划”、“国际地球动力学计划”所取得的成果融于一体，使海洋成因研究工作更为深入。20世纪70年代初期，海洋学家用声纳探测技术，发现了大西洋中脊。这条大洋中脊纵贯大西洋南北，有l万多千米长。它从大西洋一直延伸到印度洋、南极洲附近。中脊顶部有一条深邃的大裂谷，一些人认为这是美洲和非洲大陆分离时强行撕裂而形成的“伤痕”。为了探查裂谷的面貌，法国和美国科学家联合制订了大西洋中脊水下考察计划——“法姆斯”海底探险。1973年8月，“法美联合大洋中脊水下考察”以“阿基米德”号探访维纳斯山揭开序幕。维纳斯山是大西洋中脊裂谷中央一座高250米的小山。“阿基米德”号先后7次深潜调查，共计在2000多米深的海底裂谷中潜行了9000米，采集了90多千克岩石样品，并拍摄了2000多张照片。它们为科学家研究大西洋海洋地质提供了依据。
1974年7月，法国的“西亚纳”号、“阿基米德”号和美国的“阿尔文”号深潜器分别由各自的母船载着，驶抵亚速尔群岛西南约124千米的大西洋中脊顶部上方的海域。
7月10日，“西亚纳”号徐徐潜入幽暗的大洋。“西亚纳”号深潜器是由法国著名的海洋学家库斯托设计的，不仅能经受得住比海面压力高200倍的压力，而且还装有机械手、钻探装置和锤击装置，艇员可以在艇内操纵这些装置来采取海底岩石标本。这些高科技手段为科学研究提供了前所未有的条件。7月12日晚，“西亚纳”号潜至1500米深处时，因电动机故障返航。途中艇体发生剧烈的抖动，一团乳白色的浓稠云雾笼置了深潜器，一个巨大的阴影在云雾中一闪而过。不知是什么深海巨兽。惊恐之后，“西亚纳”号继续回升，成功返航。5天后，“阿尔文”号深潜器出动。它在向一处2800米深的裂谷下潜时，潜入了一条几乎和艇身一样宽的狭窄裂缝里，裂缝两边锯齿状的峭壁使它进退两难。操艇员只好时进时退，努力寻找能脱身的大裂缝。就在“阿尔文”号缓缓前进时，崩塌下来的砂石泥土把它迅速埋了起来，深潜器几乎不能动弹。幸亏艇内的生命支持系统可以维持足够的时间。操艇员想了种种办法，左右摇晃。经过90分钟的努力，才转危为安，驶出了这条可怕的裂缝。8月6日，“阿基米德”在一条大裂缝中行进时，被夹卡在一条狭窄而弯曲的岩缝中，岩缝上面有横盖的巨岩，深潜器不可能上浮；前方是凸出的石块，无法钻出去；倒车又怕撞在岩石上，一时间“阿基米德”号陷入了绝境。此时，艇上艇员并没有惊慌，他们利用机械手推着岩壁，像渔夫撑篙一样，使深潜器沿着狭缝安全地退了出去。
大西洋中脊海底考察初战告捷，令法国和美国等国海洋学界兴奋和鼓舞，这次考察在一定程度上证明了魏格纳的理论，它是20世纪一次重要的科学活动。
1974年10月，“西亚纳”号在大西洋中脊上方的海域发现洋底许多从未看过的东西。在洋中脊的一些裂隙中，到处都散布着像被打破的鸡蛋黄状的物质，四处流淌。它们在海底真是千姿百态，有的像一块薄板，有的像圆锥体，有的像一卷卷棉纱，有的像绳子。这奇异的景观，并不是一般的海底泉流，而是被科学家们称之为“未来的战略性金属”的海底热液矿床。热液中含有铜、铁、锌、钻、银、硫等矿物质。在热泉流的周围，形成一系列红、黄、棕、白、黑色的金属小丘。科学家给这一矿物命名为“海底热液矿”，也叫海底热泉。
中国海大陆架调查，已对中国大陆架进行了比较详细的调查。深海和太平洋赤道海区调查是从1975年开始的，进行了深海区考察。1976年进行了赤道海区调查，至1978年共进行了4个航次、总航程达7万余海里的调查工作。南海调查包括西沙群岛、南沙群岛、中沙群岛和东沙群岛，在过去调查的基础上，1974年中国科学院南海海洋研究所又系统地进行了考察，获得多项科学成果。
中国的海洋石油地质和地球物理调查，是先后在渤海、黄海、东海、南海和北部湾多次进行的以寻找石油为中心的地质和地球物理调查，调查活动有力地促进了石油、天然气的勘探工作。海洋污染调查从1972年开始，先后在渤海、黄海的主要河口和期间带进行了海洋污染调查，并在某些海区建立了海洋污染监测站，长期进行海洋监测。此外，还进行了其他调查。1979年还参加了国际“首次全球大气试验”，对热带风和指定洋区的水文、海流进行了观测调查，获得许多重要科学数据。渔业资源和渔场调查主要有：烟、威鲐鱼渔场调查、黄河口小黄鱼调查、东海越冬渔场调查、带鱼渔场调查、东海中上层鱼类资源调查、中国海渔业资源调查以及钓鱼岛海域和三沙海域渔业资源调查等，调查的海区已从近海扩展到外海、深海。多船同步观测是在渤海、南海海峡和黄海北部进行多船同步观测的，并获得多项成果。全国海洋综合调查有30余个单位，几十艘调查船参加，历时3年（1958年～1960年）。全国海岸带调查于1960年开始，到1966年完成了第一阶段的工作。1979年，根据新的要求开始第二阶段工作，1980年按计划开始大规模调查。
国家海洋局是中国国家海洋事业管理局，下设分局、研究所、海洋水文气象观测网和预报服务台站，拥有“向阳红”5号、“向阳红”9号等几十艘海洋调查船。中国科学院设有中国科学院海洋研究所和南海海洋研究所。中国海洋教育机构有山东海洋学院是多学科的海洋高等学校，成立于1959年，从1977年开始培养研究生。最近十年来，另一个与海洋成因有关的研究计划——“深海钻探计划”，通过对全世界各大洋底600多口钻井中所获得的7万米海底岩芯的研究，对弄清海洋底部沉积岩厚度、物质组成和年龄；对了解洋壳结构；构造及验证海上地球物：理勘探结果，都具有相当大的参考价值。同时，又为板块构造学说提供了有力的佐证。
“深海钻探计划”在技术上的突出成就在于，20世纪70年代先后研制成功新的钻孔装置和液压活塞取芯技术，后者能够取得数百米长的原状岩芯样品，为高精度的古气候学和古海洋学研究奠定了重要基础。
“深海钻探计划”的实施为验证和发展板块构造学说立下了丰功伟绩，并重现了中生代以来古大洋环境的演变，从而创建了古海洋学等新学科。深海钻探是20世纪科学技术史上一项震惊世界的壮举。