С поразительной точностью они умели вычислять географические широты, измеряя длину тени, которую мачта корабля отбрасывала на банки гребцов.
Точное время появления компаса не известно. Знаменитый путешественник Марко Поло уже в XIII в. познакомился с его употреблением китайскими моряками. Благодаря компасу, достижениям астрономии и хронометру, изобретенному в XVIII в. Гаррисоном, постепенно совершенствовались морские и сухопутные карты, морские путешествия становились безопасными предприятиями.
Результатом развития оптики явилось изобретение первой подзорной трубы, а затем и первого секстана. С их помощью географическая широта могла быть определена с той же точностью, что и сегодня.
Конечно, многие экспедиции, как, например, пиратские плавания капитана Дрейка, приводили лишь к войнам и разбою. Правда, гораздо чаще истинным стимулом этих разбойничьих набегов была жажда обогащения за счет чужих богатств. Полной противоположностью этим воровским пиратским "путешествиям" были плавания капитана Кука. Они ставили перед собой и осуществляли чисто научные цели. Королевское географическое общество Великобритании поставило перед Куком задачу пронаблюдать с южных широт прохождение Венеры через диск Солнца. Кроме того, он должен был исследовать этот отдаленный район, чтобы проверить предположение о существовании материка на широтах Азии, Европы и Северной Америки.
Это научное плавание, совершенное в середине XVIII в. на корабле "Эндевор", увенчалось полным успехом. Кук открыл большое количество неизвестных островов и даже подружился с островитянами. Огромную научную ценность представляли данные, полученные во время плавания благодаря регулярно проводимым наблюдениям за направлениями воздушных течений и температурой воды. Кук промерял глубины не только вблизи берегов, как это делалось обычно, но одним из первых измерил их в открытом море вплоть до глубин в 400 м. Точно так же впервые составил он точную географическую карту Новой Зеландии и большого участка восточного побережья Австралии. Кроме того, он нашел время для решения своей основной задачи - наблюдения Венеры и Солнца и выполнил ее на высоком научном уровне и с полным успехом. К сожалению, этот первый крупный океанограф не вернулся из своего третьего плавания.
Избороздив во время своих путешествий вдоль и поперек Тихий океан, он проторил дорогу исследователям, пришедшим ему на смену в следующем столетии. После его смерти исследователям тех морей осталось лишь заполнить незначительные пробелы в их описании.
Признанным отцом морской биологии считается натуралист Эдвард Форбс. В середине XIX столетия он впервые с помощью траловой сети обследовал морское дно близ своего родного острова Мэн и начал изучать морских животных, добытых таким образом.
Одновременно появились работы основателя физической океанографии американского ученого Мори. Он первый начал рассматривать море как единую динамичную систему и организовал охватившие весь мир наблюдения за течениями, температурами воды и погодой.
Достижению первого значительного успеха в исследовании морских глубин способствовали после прокладки подводного кабеля английские моряки во главе с Томсоном. В период с 21 декабря 1872 по 24 мая 1876 г. Томсон на корабле "Челленджер" проплыл под парусами весь Мировой океан, исследуя, насколько это позволяли ему современные технические средства, морское дно в поисках живых существ. Он брал и анализировал пробы воды с разных глубин, собирал с помощью мелкоячеистых сетей планктон и провел тысячи измерений глубины лотом. Этот старый способ измерения глубин благодаря своей точности заслуживает более подробного рассказа.
Выполнение всех в общем довольно простых манипуляций, которые требуются для измерения каждой отдельной морской глубины, занимает порой несколько часов. Для измерений пользуются обычной пеньковой веревкой. Подвешенные к ней свинцовые грузила весом до 100 кг быстро разматывают измерительный канат с огромного барабана. Разматывание, однако, может не прекратиться в тот момент, когда веревка коснется дна. Канат, пропитанный морской водой, становится настолько тяжелым, что собственной тяжестью может стянуть за собой лишнюю веревку. Поэтому, чтобы сразу получить правильное значение измеряемой глубины, веревку маркируют через каждые 200 м. Человек, стоя с секундомером около раскручивающегося каната, по уменьшению скорости раскручивания может заметить тот момент, когда свинец должен коснуться дна.
Несмотря на все трудности, исследования продолжались со всевозрастающей энергией. Принялись за составление не только карт морей и суши, но и за описание поверхности Земли, находящейся под водой. Подобная работа таила в себе совершенно особые трудности, так как все манипуляции в совершенно незнакомой обстановке должны проводиться, так сказать, вслепую. Еще более значительные трудности испытывали, когда такой знаменитый город, как Винета, погрузившийся в море, нужно было разыскать под слоем морских отложений.