20世紀，美國的“格洛瑪挑戰者”號深海鑽探船在各大洋打鑽，鑽杆穿過年輕地層，鑽到了距今1億年前後（白堊紀中期）的沉積物。科學家意外地發現，那時廣泛分布的並不是紅黏土，而是黑色沉積物。它的厚度多在45~270米之間，有機質含量高達1％~30％。顯然，l億年前的海洋狀況與現代明顯不同，這種狀況發生在白堊紀中期這一特定時期，被稱為大洋缺氧事件或叫白堊缺氧事件。這一事件的起因是什麼，也就是黑色沉積物是在怎樣的背景下形成的，引起了海洋學家的廣泛注意。
有學者根據白堊紀中期的黑色沉積物中缺乏底棲生物化石，認為當時海水的含氧量很低，沉積碳酸錳的形成也證明了這一點，因為沉積碳酸錳在氧化環境下是不穩定的。白堊紀為地球上的高溫時期，當時即使在兩極地區也無冰雪覆蓋，海水溫度比目前高10℃左右，而海水的含氧量又取決於溫度，溫度越高，含氧量越低。黑色沉積層中缺少海底洋流侵蝕的痕跡，表明當時海水環流很弱，這是因為當時赤道與兩極海洋的溫差，以及表層與底層海水的溫差都比現在小得多，停滯的海水環境使得氧氣消耗後得不到補充，也易於導致缺氧環境。
而有的專家則發現，白堊紀聯合古陸分裂不久，新生的洋盆麵積狹小，環境比較閉塞。比如當時南大西洋與北大西洋並不相連，又受到鯨魚海嶺、福克蘭海台的阻隔，所以處於停滯狀態，形成了大量黑色頁岩。很明顯，這一說法難以解釋太平洋中黑色沉積物的形成。
深海鑽探在非洲西北岸外的大西洋底發現，白堊紀中期的黑色沉積層與紅色沉積層相間形成互層。如果認為黑色沉積層形成於停滯缺氧環境，紅色沉積層形成於富氧環境，那就很難理解為什麼缺氧環境與富氧環境會如此頻繁地更迭。
有些學者強調這是有機質供應速率多次變化所致。深海濁流從淺海把夾雜大量動植物遺體的沉積物搬運到深海區，大量有機質被快速埋藏，形成黑色沉積層；其中的有機質在分解時耗去大量氧，從而在沉積層甚至底層海水中造成缺氧環境。
在這些學者看來，缺氧環境是黑色富碳沉積層堆積過程中的產物，而不是黑色沉積層的形成原因、由於濁流周期性地反複活動，故可以形成多層黑色沉積物。其間所夾的紅色沉積物是在有機質供應速率較低時期形成的。·
太平洋一些海嶺上的黑色沉積物，可能是由於其周圍的上升流導致生物繁盛，提供了大量有機質的緣故。
如果黑色沉積物的形成確與生物大量繁殖或有機質大量供應有關，那麼，我們還不明白：為什麼在1億年前會出現這種情況？生物大量繁殖是如何開始，又是如何結束的？
曾有人提出，生物繁殖率升高與海侵有關。白堊紀中期為大海浸時期，海水淹沒大片陸地，在廣闊的淺海區繁殖了大量浮遊生物；有機質源源不絕地沉積下來，消耗了大量氧，進而使缺氧環境擴展到深海區。盡管這一模式頗受青睞，但是也有人質問：為什麼另有幾次海侵並沒有造成缺氧事件？
l億年前的缺氧事件或黑色沉積層的成因，有的是因為海水停滯、含氧量低，有的因為是海盆閉塞，也有人認為主要是有機質大量供應或海侵所致，可謂眾說紛紜。探索白堊紀缺氧事件的奧秘，不僅對研究海水化學和海洋環境的變遷很有意義，而且由於黑色沉積層可構成數量龐大的生油岩，從而在石油資源的勘探開發方麵也有非常重大的意義。
深海生命之謎
為了研究海洋生物，海洋學家按動物棲息的不同深度的區域，劃分為淺海區，一般深度不超過200米；次深海區，水深在200～2 000米左右；深海區，水深在2 000～10 000米左右。在2 000米以下的深海，雖然海水鹽度與表層海水沒有多大的差別，但是，海水溫度和壓力與淺海相比，差別很大。在2 000米以下，海水迅速變冷，溫度在36℃～1℃。海水壓力按深度每增加10米，增加一個大氣壓。實際上，在世界大洋中，水深在千米以上的海域，占整個大洋的4/5以上。不但淺海中生活著種類繁多的海洋動物，在深海，同樣也生活著種類繁多的生命。包括那些常年生活在淺海的動物，如魚、鯨、軟體等多種動物，它們也經常在水中做上下洄遊，尋找食物。
在一些萬米深的海溝中，也有數量不少的海洋動物。據專家估計，約有370餘種。這些動物在一個相對穩定的海洋環境中生活，其食物是一些死去的海洋動物屍體沉積後被分解的物質。近年來，人們在洋中脊的深穀中，或在海底火山附近的溫泉海域，也發現許多海洋動物，例如，蠕蟲、甲殼類、蛤、海參等。令人不解的是，在海溝深處發現的這些動物的數量，比深海中要多許多。
聲學測量
聲學測量是利用回聲測深儀和旁側聲呐等手段測量海底地形。
世界海道測量
海道測量曆史的研究證明，海道測量始於航海事業。16世紀初，西班牙成立了監督海圖製作的官方機構。麥哲倫環球航行時，在太平洋士阿莫立群島進行了一次深海測量的試驗，大規模航海探險促進了地理大發現，也促進了海道測量的發展。17世紀末，俄國開始測量了黑海海區，後又測量了波羅的海海區；18世紀，法國航海家庫克曾測量過加拿大大西洋近海，後又測量了加拿大太平洋沿岸。18世紀開始，歐洲資本主義發展迅速，對海外殖民地爭奪愈演愈烈，海上交通越來越發達，一些發達的資本主義國家相繼成立了海道測量機構，開始了係統的海道測量工作。現代海道測量隨著航海、軍事和海洋開發事業的發展而有了更加迅速的發展。
世界上已開采的海底鐵礦
世界上已開采的海底鐵礦有兩處，一個是芬蘭灣賈亞薩羅·克魯瓦礦；另一個是加拿大紐芬蘭附近延伸到大西洋底的鐵礦。紐芬蘭的大西洋底鐵礦的儲量有幾十億噸，從貝爾島的入口修建豎井和隧道進行開采。這個礦已經開采幾十年了。此處鐵礦係磁鐵礦脈，是用地球物理磁力探礦法發現的。在開采的時候，是通過失薩羅島開豎井和25千米長的隧道進行的，還有一處是從鄰近島上打下豎井和水平坑道進行的。
海洋增養殖工程
隨著海水增養殖業的發展，與之配套的海水增養殖工程也有很大發展。水產土木工程主要有海洋漁場環境改造、苗種和養殖的圍欄工程、過魚工程等；漁業工程裝備主要有工業化養魚係統、網箱和浮式養殖組合體、新能源利用設備、人工利用上升流裝備等。到20世紀90年代，人工魚礁技術在漁場環境改造方麵發揮了重要作用。日本的大型組合式魚礁、美國的鑽井平台和大型船體魚礁的投放，以及生產管理自動化，把魚礁技術工程提高到一個新水平。工業化養魚已經實現了高密度的生產方式，有流水式、半封閉式、循環過濾式。目前，德國、美國、挪威等國為了提高養殖密度，縮短周期，都在研製人工孵化裝置、自動投餌設備和水質監控係統。網箱和浮式養魚組合工程技術是目前的主要海水養殖形式。另外，可升降式網箱、抗擾性網箱等技術先進的養魚設備相繼問世。同時，人們還在這些網箱上安裝了提高魚成活率和生長速度的電解裝置，從自動投餌到保護、監控等完全實現了雷達和水下電視機。此外，大型浮動養殖組合體在一些國家已經投入使用。如果把風能、波能、潮汐能和人工上升流技術都直接應用到海水增養殖業中，為水產提供新能源，水產增養殖業將會有更新的發展。