המחקר האוקיינוגרפי הוא תחום מדעי צעיר למדי, אולם שורשיו בני עשרות אלפי שנים והם מגיעים עד לדייגים, ליורדי הים ולנווטים הראשונים אשר תרו את חופי האוקיינוסים וחוו את הגלים,הגאות והשפל, הזרמים והסערות. עמים רבים – בהם האבוריג'ינים, הפיניקים, המצרים, הפולינזים והויקינגים – פיתחו כלי שיט מסוגים שונים וטכנולוגיות שהלכו והתפתחו עם הזמן לבנייתספינות מהירות ועמידות.
האוקיינוסים היוו מקור מזון, אך גם מקור למסתורין באשר לתהליכים המתרחשים בו ומקור לאגדות על בעלי חיים מופלאים החיים בו, כקראקן,דיונוני ענק,סירנות ובנות ים. במיתולוגיות של רומא ויוון נקשרו לים אלים כנפטון,פוסידון ובנוטריטון והאוקיינוס המיתולוגי עצמו נתפס כנהר ענק שהקיף את העולם. הסכנות הרבות הכרוכות בהפלגה מופיעות בסיפוריםמיתולוגיים רבים, דוגמת מסעם שליאסון והארגונאוטים בספינה "ארגו" בחיפוש אחרגיזת הזהב. עם זאת, נעשה ניסיון לפתח הבנה מדעית של הימים:
תלמי שיצר את האטלס הראשון של העולם הידוע באותה עת.
להתפתחות משמעותית תרםבדה ונרביליס, אשר פרסם בשנת 725 את המסה "על חישוב הזמן" (De temporum ratione) ובה הוא מציין כי מסלולו של הירח תואם את מחזור הגאות והשפל. התפתחויות נוספות חלו במסעותיהם של הסינים – אשר עשו שימוש ראשון במצפן במאה הרביעית לספירה, ומאוחר יותר במסעותיהם שלמגלי הארצות הויקינגים, האיטלקים, הפורטוגזים והספרדים – מסעות אשר תרמו רבות להבנת הזרמים והרוחות באוקיינוסים.
בשנת 1855 פורסם ספר הלימוד הראשון באוקיינוגרפיה "גאוגרפיה פיזית של הים" (Physical Geography of the Sea) על ידימת'יו מורי (Matthew Fontaine Maury), שהשתמש ביומני קברניטים על מנת לשרטט מפות זרמים ואף ביקש מיורדי ים לערוך תצפיות ולהשליך לים בקבוקים עם ציון מקום כדי לעקוב אחר הזרמים ולעדכן את המפות.[2]
בסוף שנת 1872 יצאה משלחת מחקר ראשונה ובה 243 מדענים בראשותג'ון מוריי (John Murray) –אוקיינוגרף וביולוג ימיקנדי ממוצאסקוטי, וצ'ארלס וייוויל תומפסון (Charles Wyville Thompson) – מדען רב תחומי מסקוטלנד. המשלחת יצאה בספינה "צ'לנג'ר", ספינת קרב שהוסבה לצורך המסע וכללהמעבדות,מיקרוסקופים ומכשור מדעי במטרה לאסוף מידע על תכונות האוקיינוסים: טמפרטורה,כימיה, זרמים,ביולוגיה וגאולוגיה של הקרקעית. המשלחת אספה דגימות מקרקעית האוקיינוסים ובעלי חיים ימיים מעומקים שונים, ונערכו מאות מדידות עומק. במהלך המסע נכתבו 29,500 עמודים ובתום 23 שנים עובדו ל-50 כרכים המכילים מידע מקיף על זרמים וטמפרטורת המים, 715 סוגים ו-4,717 מינים חדשים של צורות חיים – חלקם מצויים בעומק רב, ומפות של משקעים בקרקעית האוקיינוסים, קווי מתאר של אגנים אוקייניים,הרכס המרכז-אטלנטי ושקע מריאנה הסמוך לאיי מריאנה.
בשנת 1882 נבנתה ה"אלבטרוס" – ספינת מחקר אוקיינוגרפית.
ב-1893 איפשרפריטיוף ננסן לספינתו "פראם" לקפוא בקרח הארקטי, וכתוצאה מכך השיג מידע אוקיינוגרפי, מטאורולוגי ואסטרונומי.
בשנת 1910 יצאה המשלחת הצפון אטלנטית בראשיתג'ון מוריי, שהיה חבר גם במשלחת צ'לנג'ר, ויוהאן היורט (Johan Hjort) למסע שנמשך 4 חודשים בשנת 1910 למחקר שאפתני של אוקיינוגרפיה וחקר הזואולוגיה הימית והפיקה בשנת 1912 את הספר "מעמקי האוקיינוס" (The Depths of the Ocean).
בשנת 1914 נערכה המדידה האקוסטית הראשונה של עומק הקרקעית.
בשנים 1925–1927 אספה משלחת "מטאור" 70,000 מדידות עומק באמצעות תהודה וסקרה אתהרכס המרכז-אטלנטי.
בשנת 1950 המציאאוגוסט פיקרד (Auguste Piccard), פיזיקאי שווייצרי, את הבתיסקף - צוללת מאוישת קטנה המיועדת לצלילה למקומות עמוקים במיוחד.
מאז 1970 החלו מחקרים בקנה מידה עולמי במטרה ללמוד את הקשר בין התנאים באוקיינוסים והשפעתם על הסביבה, כמו למשל תופעותאל ניניו ולה ניניה, הקשורות לטמפרטורה על פני שטחם של האוקיינוסים. בנוסף מתקיים קשר אמיץ בין המחקר האוקיינוגרפי המודרני לבין אחד מנושאי המחקר הבוערים במדע העולמי -התחממות העולמית.
נושא נוסף שנחקר בשנים האחרונות הוא התנהגותם שלגלי ים, ובעיקרגלי פרא - המכונה לעיתים "גל משוגע" או "גל קיצוני". גלי פרא הם גלים חריגים בגודלם המתהווים באופן ספונטני על פני האוקיינוסים ומהווים איום אף לאוניות גדולות.
במשך תקופה ארוכה נחשבו סיפורים על גלי פרא כאגדות, אולם החל מן העשור האחרון של המאה ה-20 נערך איסוף וניתוח של מידע מדעי המוכיח כי מדובר בתופעת טבע שגרתית. מידע שהתקבל מלוויינים מאשר את הטענה כי גלים עד לגובה של 30 מטר שכיחים הרבה יותר ממה שנחזה על פיתורת ההסתברות, העושה שימוש בהתפלגות ריילי לצורך חיזוי גובה גלים.
תופעת גלי פרא נמצאת עדיין בשלבי מחקר ראשונים וגורמיה של תופעה זו עדיין לא התבררו עד תומם. עם זאת, מן המידע שנאסף עד כה, נמצא כי גלי פרא מתרחשים בשכיחות גבוהה יותר במקום שבוזרמי ים חזקים נעים בניגוד לכיוון הכללי של הגלים. מסיבה זו, האזור הסמוך לכף אגולס מול הקצה הדרומי של יבשתאפריקה הוא אזור שנמצא מועד לגלי פרא. אולם, כיוון שהסבר זה אינו מספק לגבי גלי פרא שנמצאו באזורים אחרים של האוקיינוסים, נראה שקיימים גורמים נוספים להיווצרות גלים אלה.
נתון חשוב הוא מצבם של המשקעים בקרקעית, אשר בניגוד לסלעים על פני הקרקע החשופים לתהליכיבליה – סלעי הקרקעית שמורים היטב ומהווים ארכיון המפרט את ההיסטוריה הגאולוגית שלכדור הארץ.
תולעי צינור
בשנת 1977 יצאורוברט באלארד (Robert Ballard) וג'ון קורליס (John Corlis) בצוללת "אלווין" (DSV Alvin) לחקוררכסים מרכז אוקייניים וגילו בהםנביעות הידרותרמיות – הנקראות גם "מעשנות שחורות" (black smokers). ארובות אלה פולטותמתאן וגופרית – חומרים שלכאורה אינם מאפשרים קיום חיים. אולם, לצד הארובות התגלתה מערכתאקולוגית מורכבת.תולעים צינוריות באורך של יותר מ-2 מטרים משתמשות בבקטריות טפיליות החיות בתוכן לסינתזה ויצירתסוכרים. לצד אותן תולעים מתקיימת סביבת חיים עשירה ומגוונת שהפתיעה את המדענים, אשר עד אז האמינו כי לא ייתכן קיום חיים בסביבה חסרתאור ובתנאים קשים כל כך.
"בקבוקי ננסן" (Nansen bottles) לדגימת מי ים בעומקים שונים, פרי פיתוח שלפריטיוף ננסן אשר שיפור שלהם על ידי של ניסקין (Shale Niskin) נקרא "בקבוקי ניסקין".
מצופים האוספים מידע על רוחות, תנועת גלים וטמפרטורה
לוויינים המשמשים גם לתקשורת ואיסוף מידע וגם לצילום האוקיינוסים ותיעוד זרמים ושינויים בטמפרטורת המים
קידוחים הנערכים במסגרת התוכנית המשולבת לקידוחים אוקייניים (Integrated Ocean Drilling Program), תוכנית רב-לאומית אשר מטרתה לחקור את מבנהכדור הארץ ואת ההיסטוריה שלו באמצעות משקעים אוקייניים וסלעים
.jpg)
