Летом 1853 г. американский морской офицер Мэтью Фонтейн Мори, с 1843 г. возглавлявший Депо карт и приборов США, направил судно «Долфин» («Дельфин») под командой лейтенанта Отуэя Берримзна для промера глубин в северной Атлантике, снабдив его глубоководным лотом. О. Берримэн вернулся в ноябре, и Мори, использовав около 200 достоверных замеров из почти 1900 имевшихся в его распоряжении, составил первую батиметрическую карту части Атлантического океана в пределах 53° с. ш. — 10° ю. ш. (опубликована в 1854 г.). На дне этой огромной акватории он выявил несколько поднятий: Большую Ньюфаундлендскую банку, подводные возвышенности Азорских, Бермудских и Канарских о-вов, Мадейры и о-вов Зеленого Мыса, а также узкую банку — ныне плато — Роколл (близ 58° с. ш. и 16° з. д.). В центре Северной Атлантики, между 20° и 35° з. д., М. Мори выделил невысокую подводную возвышенность, протягивающуюся, по его данным, на 3300 км в меридиональном направлении. Он окрестил ее «Срединной Землей»; она известна также как «поднятие Дельфин». Это было первое указание на существование Срединно-Атлантического хребта. Близ 53° с. ш. он ошибочно показал плато, вытянутое с запада на восток и как бы специально предназначенное для проложения подводного кабеля. Это мифическое поднятие, получившее название «Телеграфного плато», сравнительно долгое время наносилось на карты. К югу от о. Ньюфаундленд М. Мори оконтурил впадину с глубинами более 7300 м; она соответствует северной части Северо-Американской котловины.
Прокладка первых телеграфных кабелей сопровождалась измерением глубин, выполненных офицерами судов военно-морских сил США и Великобритании. Наиболее значительный вклад внесли английские капитаны Джозеф Дэймен (промеры между Ирландией и Ньюфаундлендом, 1857 г., Ньюфаундлендом, Азорами и Англией, 1858 г.) и Питер Шортленд (продольный профиль Атлантики от Мыса Доброй Надежды до Англии, 1868 г.).
Одними из первых чисто океанографических экспедиций следует считать плавания шотландского натуралиста Чарлза Уайвилла Том-сона на небольших судах «Лайтнинг» («Молния») и «Поркьюпайн» «Дикобраз») в 1868–1870 гг. у западных берегов Европы. Благодаря выполненным промерам он оконтурил банки Феро и Поркьюпайн и продолжил открытие возвышенности Роколл. Эти плавания позволили также отработать способы и приемы глубоководных исследований и усовершенствовать ряд приборов. Большой успех маленького «мероприятия» побудил Ч.У. Томсона организовать крупную океанографическую экспедицию по исследованию Мирового океана. В итоге возникла идея кругосветного плавания. Для этой цели британское правительство выделило трехмачтовый корвет «Челленджер» («Бросающий вызов», водоизмещение 2306 т), командовать которым был назначен Джордж Стронг Нэрс, научным руководителем — Ч.У. Томсон.
R конце декабря 1872 г. первенец океанографического флота вышел из Портсмута (Англия) и направился на юг к Канарским о-вам. Оттуда «Челленджер» пересек Атлантику в полосе 22–18° с. ш. и в середине марта 1873 г. достиг островка неподалеку от о. Пуэрто-Рико. На этом отрезке маршрута определены глубины 5700 и 5500 м, а у 45° з. д., т. е. примерно на полпути между ними, — 3800 и 3900 м. Иными словами, Ч.У. Томсон положил начало открытию Канарской и южной части Северо-Американской котловины и «протянул» далее к югу подводное поднятие, выявленное О. Бэрримэном. Оно получило название «хребет Дельфин».
В конце марта в 280 км севернее о. Пуэрто-Рико Ч.У. Томсон обнаружил огромную, по представлениям тех времен, пучину — 7186 м, первое указание на существование глубоководного желоба Пуэрто-Рико (тогда, правда, о таких структурах, как, впрочем, и о большинстве других форм рельефа дна океана, никто не имел представления).
Пройдя с промерами далее на север через Бермудские о-ва к п-ову Новая Шотландия, «Челленджер» вернулся к Бермудам и вновь пересек Атлантику до о. Мадейра. Во время этого плавания (середина июня — середина июля) в полосе 35–25° з. д. снова обнаружено поднятие дна, встреченное ранее.
От о. Мадейра корвет направился на юг через о-ва Зеленого Мыса, у 3° с. ш. и 14°39' з. д. повернул на запад и в августе в третий раз пересек океан до северо-восточной оконечности Южной Америки. При этом близ экватора, в 470 км восточнее о. Сан-Паулу, на глубине 2743 м вновь удалось засечь подводную возвышенность. (Сейчас мы знаем: «Челленджер» открыл южное окончание Северо-Атлантического хребта.)
Пройдя с промерами близ южноамериканского побережья до 13° ю. ш., экспедиция двинулась на юго-восток, а от о-вов Тристан-да-Кунья — на восток и в конце октября 1873 г. достигла небольшой гавани близ Кейптауна. Четвертое пересечение Атлантики в полосе 36–38° ю. ш. позволило Ч.У. Томсону установить, что между 20 и 13° з. д. в центре океана расположена подводная возвышенность; таким образом, он первый отметил существование Южно-Атлантического хребта. Рельеф дна между о-вами Тристан-да-Кунья и Африканским материком он верно представил в виде чаши с наибольшими (4700–4900 м) глубинами посередине; так было положено начало открытию Капской котловины.
От Мыса Доброй Надежды, простояв в гавани ноябрь и половину декабря, корвет отплыл 17 декабря в направлении о-вов Принс-Эдуард. Затем он выполнил исследования Индийского и Тихого океанов (см. соответствующие разделы) и 20 января 1876 г. вновь вышел в Атлантику Магеллановым проливом. После кратковременной остановки у Фолклендских о-вов «Челленджер» направился к северу, причем в 370 км от этого архипелага обнаружил глубину около 1900 м. Следовательно, Ч.У. Томсон положил начало открытию Фолклендского подводного плато.
На пути к Монтевидео, близ 42°30' ю. ш., 55–56° з. д., в течение двух дней (12 и 13 февраля) удалось выявить глубины 3700–4400 м (первый намек на существование какой-то впадины). После захода в Монтевидео «Челленджер» двинулся на восток, к о-вам Тристан-да-Кунья, для получения полного разреза Атлантики в полосе 36–38° ю. ш. В западной части океана на этих широтах, начиная примерно с расстояния 700 км от южноамериканского побережья и далее к востоку на протяжении 1200 км, он обнаружил глубины порядка 5100 м, в том числе наибольшую (5303 м), — эти замеры позволили впоследствии оконтурить Аргентинскую котловину. Не доходя до о-вов Тристан-да-Кунья, корвет повернул на север и, пройдя с промерами по меридиану 15° з. д., в конце марта подошел к о. Вознесения. На этом отрезке маршрута были определены глубины 2250–2750 м. Фактически Ч.У. Томсон проследил на протяжении почти 3000 км открытую им ранее подводную возвышенность и назвал ее «хребтом Челленджер» (Южно-Атлантический хребет).
От о. Вознесения корабль проследовал к о-вам Зеленого Мыса, а оттуда — на северо-запад; близ 33° с. ш. и 35° з. д. в начале мая обнаружена глубина 3069 м, т. е продолжено открытие Северо-Атлантического хребта. 24 мая 1876 г. судно вернулось в Портсмут, завершив кругосветное плавание, продолжавшееся три с половиной года.
Промеры, выполненные с помощью груза массой 80 кг на пеньковом канате приблизительно через каждые 185 км, принесли неожиданный результат. Оказалось, что центральная часть Атлантического океана имеет почти вдвое меньшую глубину, чем две широкие впадины, протягивающиеся примерно на одну треть расстояния от побережья Африки и обеих Америк. Значительные промежутки между станциями не позволили уверенно определить, что представляет собой выявленное возвышение. Впрочем, на карте, составленной участниками экспедиции по собственным материалам и данным предшественников, между 50° с. ш. и 40° ю. ш. показана целая подводная горная система: в Северной Атлантике — «хребет Дельфин», в экваториальной — «Соединительный хребет» и в Южной Атлантике — меридиональный «хребет Челленджер». Примерно на широте 35° ю. ш. от него в сторону Африки отходит субмеридиональный отрог — первое указание на существование какого-то поднятия дна, позднее получившего название Китовый хребет.
Еще до завершения экспедиции на «Челленджере» в плавание отправился военный немецкий корвет «Газелле» («Газель», водоизмещение 1900 т); командовал им капитан Георг Густав Шлейниц, научные работы возглавил океанограф Георг Неймайер. Кроме заданий военного и коммерческого характера, командир должен был доставить на о. Кергелен астрономов для проведения наблюдений над прохождением планеты Венера.
