Следующую экспедицию на «Витязе» (33-й рейс, начало октября 1960 г. — 19 апреля 1961 г.) возглавил геолог Пантелеймон Леонидович Безруков. Судно выполнило три пересечения Аравийско-Индийского хребта между 13° с. ш. и 2° ю. ш., позволившие выявить ряд особенностей рельефа этого горного сооружения, неизвестных ранее. П. Безруков и участник плавания геолог Л.К. Затонский установили, что ширина хребта составляет 900–1300 км, т. е. значительно больше, чем отмечалось прежде. Отдельные его вершины достигают 3600–3800 м, склоны хребта, осложненные ступенями и уступами, имеют крутизну 15–20°. Для него характерны большие амплитуды колебаний глубин, чередование глубоких впадин и массивных поднятий, многочисленные горы конической формы.

В районе архипелага Чагос вдоль восточного подножия Мальдивского хребта «Витязь» открыл глубокий желоб с относительно крутыми склонами и плоским дном на глубине 5408 м (по последним данным, максимальная глубина желоба Чагос — 5431 м). Пересечение Центрально-Индийского хребта в полосе 30° — 38° ю. ш. показало, что он обладает исключительно сложным рельефом и расчлененной поверхностью.

При изучении рельефа дна Андаманского моря Л. Затонский выяснил: Андаманское подводное горное сооружение, включающее цепь Андаманских и Никобарских о-вов, вместе с подводным хребтом Ментавай образует единый хребет Зондской островной дуги.

Перейдя затем в Кокосовую котловину, «Витязь» обнаружил северное окончание Зондского желоба, а далеко к юго-востоку двумя пересечениями обследовал невысокое широтное подводное поднятие — Кокосовый вал (длина 1300 км), соединяющий одноименные острова с о. Рождества. Юго-западнее этого острова открыта и исследована группа подводных гор, насаженных на общий цоколь. Крупнейшей из них (глубина 1438 м), имеющей почти плоскую вершину, присвоено имя академика Д.И. Щербакова.

Третьей экспедицией «Витязя» в Индийском океане (35-й рейс, капитан Евгений Андреевич Авраменко; конец июня — конец ноября 1962 г.) вновь руководил П. Безруков. Совместно с геологом Виктором Филипповичем Канаевым он установил: нанесенные на карты от широты о. Шри-Ланка до 18° ю. ш. отдельные меридиональные горные массивы, вытянутые вдоль 90° в. д., представляют собой единый хребет, названный Восточно-Индийским. Он протягивается в полосе 88° — 90° в. д. почти по прямой линии и заканчивается у 34° ю. ш. Длина этого подводного горного сооружения (с крутым — в виде уступа — восточным склоном) достигает 5000 км при ширине 220 км и относительной высоте до 4000 м. Из-за значительных — около 370 км — расстояний между промерными галсами целостность основания хребта подвергалась сомнению. Его удалось снять, использовав гидрологические материалы. К востоку и западу от хребта на глубине 4 км температура воды резко отличается — этот факт убедительно доказывает отсутствие в нем глубоких седловин.

В результате изучения открытого ранее разлома Чагос выяснилось, что он протягивается вдоль восточного подножья Мальдивского подводного хребта на 260 км в меридиональном направлении. К югу от него «Витязь» обнаружил ряд депрессий того же простирания; следовательно, истинная длина желоба Чагос должна быть значительно больше (по последним данным — 650 км при максимальной глубине 5431 м).

Эхолотная съемка, проведенная «Витязем» в 385 км к югу от о. Рождества, где на навигационных картах помещалась банка[55], дала глубины более 5,5 км. Но в 27 и 63 км юго-восточнее судно обнаружило две подводные горы явно вулканического происхождения.

В 36-м рейсе «Витязя» (руководитель экспедиции — морской геолог Глеб Борисович Удинцев, капитан Е. Авраменко; начало ноября 1964—начало марта 1965 г.) на небольших участках дна (полигонах) изучались рифтовые долины срединноокеанических хребтов — Западно-Индийского и Центрально-Индийского. Они представлены системой сравнительно коротких депрессий, размещенных кулисообразно вдоль оси поднятий. В Аравийско-Индийском хребте открыт желоб Витязя.

Британские ученые проводили исследования по программе МИОЭ на северо-западе Индийского океана. Суда «Оуэн», «Дискавери» и «Далримпл» выявили и обследовали по всей длине (2750 км) разлом Оуэн. Он включает открытые ранее хребты Меррея (на севере) и Чейн (на юге), несколько других аналогичных горных сооружений, ряд желобов и отдельные крупные горы. Наиболее значительная из них — плосковершинная гора Эррор (длина основания около 150 км) имеет относительную высоту 4 км.

Крупный вклад в изучение Индийского океана внесли океанологи США. Наиболее важное значение имели работы Б. Хизена на шхуне «Вима» (капитан Г. Кёулер). С промерами глубин в октябре 1959 — июле 1960 г. выполнено шесть пересечений пояса эпицентров землетрясений в юго-западной части Индийского океана. Пять из них (между о-вами Принс-Эдуард и о. Родригес) позволили проследить на протяжении 2500 км подводное горное сооружение с рифтовой долиной, названное позднее Западно-Индийским хребтом. (По последним данным, длина его почти 2200 км при ширине 370–550 км; относительная высота вершин убывает с 4–3 км на юго-западе до 3–2,5 км на северо-востоке.) Благодаря открытию недостающей юго-западной ветви Срединно-Индийского хребта удалось доказать, что в Мировом океане существует единая глобальная система срединных хребтов.

Существенную роль в выяснении особенностей рельефа дна океана сыграли суда Гидрографической службы Австралии, в основном «Диамантина». Ей принадлежит честь открытия зоны разлома, получившей ее имя. Это система подводных коротких гряд и желобов, вытянувшаяся на 2750 км между 94° и 125° в. д. в виде узкой (около 225 км) полосы сильно расчлененного рельефа в пределах 33° — 43° ю. ш. Глубина ряда желобов превышает 6000 м, а наибольшая (7102 м) измерена в желобе, названном по имени корабля.

Данными о рельефе глубоководных участков дна величайшего океана Земли, в 1520 г. окрещенного Фернаном Магелланом Тихим, наука не располагала до начала 70-х гг. XIX в. Первые достоверные сведения о глубинах получил в 1866 г. русский военный моряк Константин Степанович Старицкий, выполнивший четыре группы промеров в Охотском море с корвета «Варяг». В конце июля к северо-западу от о. Парамушир Курильской гряды он определил отметки от 510 до 640 м, в первой половине августа в южной части залива Шелихова — от 100 до 150 м и к югу от п-ова Кони — от 330 до 460 м; во второй половине августа К. Старицкий прошел близ 145° в. д. меридиональный профиль длиной 900 км от 58°20' с. ш. до 50° с. ш., выявив глубины от 130 до 640 м.

С целью осуществления проекта прокладки подводного телеграфного кабеля между Северной Америкой и Азией правительство США в 1873 г. разрешило использовать военно-морские суда для изучения рельефа дна. В середине сентября того же года паровой корвет «Тускарора», снабженный глубоководным лотом, под командой Джорджа Б. Белкнепа начал промеры от пролива Хуан-де-Фука, близ 48° с. ш., у о. Ванкувер, до Японии по дуге большого круга. Он дошел только до 153° з. д. (у 54° с. ш.), пройдя всего лишь около 2000 км: нехватка угля вынудила вернуться. Из-за позднего времени года Д. Белкнеп не стал продолжать работы в открытом океане, а проследовал с промерами близ побережья от о. Ванкувер на юг, к Сан-Франциско, куда прибыл в начале ноября. До конца года корвет выполнил промеры южнее — до Сан-Диего, на границе с Мексикой, удаляясь от берега не более чем на 370 км.

В начале января 1874 г. «Тускарора» вышла из Сан-Диего и, пройдя через Гавайские о-ва у 22° с. ш., двинулась на запад близ Северного тропика. У о-вов Нампо корвет круто повернул к северу и прибыл в японский порт Иокогаму 22 апреля, получив по данным 135 промеров первый широтный профиль дна Тихого океана. Между Америкой и Гаваями судно пересекло Северо-Восточную котловину в ее центральной части, выявив между 140° и 150° з. д. глубины порядка 4900–5600 м. Далее к западу — до о-вов Нампо — Д. Белкнеп обнаружил не менее пяти поднятий с глубинами над ними 3600–2000 м; это было первое указание на существование подводного сооружения, позднее названного горами Маркус-Неккер. Выявленные на широтном, а от о-вов Нампо — и на меридиональном отрезках глубины порядка 4500–6000 м приурочены, как мы теперь знаем, к Северо-Западной котловине.