Во время второй мировой войны, в 1941 г., на военном транспорте США «Кейп-Джонсон» штурманом, а затем и капитаном служил геолог и геофизик Гарри Хэммонд Хесс. Корабль был снабжен эхолотом-самописцем, и Г. Хесс, в отличие от остальных, не выключал его над глубоководными районами западной части Тихого океана. Такое «упущение» позволило ему открыть более сотни плосковершинных гор, названных им в честь швейцарского геолога и гляциолога Арнольда Гийо, но в научной литературе укрепилось искаженное «гайот». Г. Хесс сделал верный вывод о происхождении этих гайотов: в прошлом они представляли собой острова с вулканическими конусами, вершины которых оказались срезанными абразией, а затем опустились на различные глубины (до 2 км).
В следующем году Г. Хесс обследовал ряд цепочек островов и пришел к заключению, что они связаны с глубокими нарушениями земной коры. Подтвердить свою идею ему удалось уже после окончания войны — в 1948 г.: в Восточно-Каролинской котловине он открыл два разлома — Сорол и Муссау, в Филиппинской — один. Спустя пять лет между о-вами Фиджи и о. Новая Каледония Г. Хесс обнаружил более крупную зону нарушений изогнутой формы и параллельные ей подводные хребты.
Большой объем работ выполнила экспедиция на судне «Хорайзн» («Горизонт»). За четыре месяца 1950 г. она исследовала рельеф дна между Гавайскими о-вами и атоллом Уэйк. Неоднократное пересечение этой акватории с промерами привело к открытию огромного подводного хребта с остроконечными пиками и плосковершинными горами (гайотами); позднее он получил название гор Маркус-Неккер. «Горизонт» выявил многочисленные подводные горы южнее этого хребта, а также к западу от п-ова Калифорния.
Честь открытия гигантских разломов в восточной части Тихого океана принадлежит американскому геологу и океанологу Генри Уильяму Менарду. В 1950–1959 гг., участвуя в промерных работах Центрально-Тихоокеанской экспедиции США, он открыл и описал 10 сравнительно узких (ширина 100–200 км) полос сложно расчлененного рельефа дна между 40° и 8° с. ш. и проследил их на значительном протяжении. Он верно предположил, что отдельные зоны (Мендосино, Меррей, Кларион и Клиппертон) имеют длину более 3000 км (в действительности гораздо больше — до 5000 км).
В 1958 г. Г. Менард выполнил исследование Восточно-Тихоокеанского поднятия. Материалы предшественников по отдельным профилям и собственные данные непрерывного промера позволили ему достаточно четко охарактеризовать это подводное горное сооружение. Оно представляет собой, по Г. Менарду, невысокое (2–3 км) воздымание дна. Благодаря пологим склонам в поперечном разрезе оно имеет вид низкого и широкого свода (равнобедренного треугольника с чрезвычайно маленькой высотой). Как теперь стало ясно, ширину поднятия Г. Менард преувеличил в три, а протяженность — почти в два раза: по данным исследователей последних лет, соответствующие размеры составляют 650–1200 км и 8000–9000 км, следовательно, ее площадь оценивается в 5–10 млн. км2, что сопоставимо с габаритами Австралийского материка.
Приблизительно в 1000 км к северо-востоку от Гавайских островов, между 25 и 34° с. ш., американские океанологи к 1964 г. обнаружили ряд подводных гор предположительно вулканического происхождения. Они вытянуты в виде субмеридиональной цепи длиной 2000 км, названой Г. Менардом горами Музыкантов. Отдельные вершины ее поднимаются над дном котловины на 1400–3600 м.
С 1949 г. в бассейне Тихого океана начало работать советское экспедиционное судно «Витязь». С ним связана целая эпоха изучения рельефа дна, в которой можно выделить три периода. Первый, охвативший 1949–1955 гг., был посвящен выяснению особенностей топографии дна главным образом Охотского и в меньшей степени Японского и Берингова морей. По данным непрерывного эхолотного промера океанологи «Витязя» (капитан И. Сергеев) открыли и детально изучили две подводные возвышенности — Академии Наук и Института Океанологии, разделяющие акваторию на три котловины; они обнаружили долгое время считавшуюся максимальной глубину 3374 м (по последним данным — 3916 м); они выявили два небольших желоба Шмидта и Макарова и около двух десятков отдельных подводных гор.
Специальными исследованиями Японского моря, выполненными за три рейса, и при промерах во время следования в открытый океан и на обратном пути изучена выявленная японскими океанологами возвышенность Ямато; открыт и обследован подводный хребет, названный в честь В.Г. Богорова; обнаружена отметка 3670 м, принятая за максимальную (ныне установлена более «солидная» глубина — 3699 м).
Итогом пятилетнего изучения рельефа дна Берингова моря (1950–1954) явилось открытие и исследование довольно крупного (длина 670 км) подводного хребта Ширшова относительной высотой до 3000 м; поперечными галсами многократно пересечен Курильский желоб; установлено, что он продолжается вдоль восточного берега Камчатки до 55°30' с. ш., смыкаясь здесь с Алеутским; в области стыка обоих желобов открыта возвышенность, названная в честь B. А. Обручева; с внешней (океанской) стороны Курильской дуги выявлен подводный хребет, получивший имя «Витязя».
Крупное открытие сделано судном в 19-м рейсе (середина августа — конец октября 1954 г.; руководитель П. Безруков, капитан C. И. Ушаков, геолог Г. Удинцев). Экспедиция установила связь возвышенности Обручева с открытым ею северным продолжением подводного Гавайского хребта, общая протяженность которого составила 5000 км.
На втором этапе, в 1957–1959 гг. (руководителями рейсов были различные советские океанологи, капитаном — в основном И. Сергеев), «Витязь» провел изучение рельефа дна открытой части Тихого океана по программе МГГ; работы третьего этапа (1960–1979) были связаны с выполнением проекта «Верхняя мантия Земли» и программы МИОЭ (см. раздел об исследовании Индийского океана).
Промерными галсами, отстоящими друг от друга на значительных расстояниях удалось пересечь ряд крупных подводных поднятий, выяснить их очертания, определить или уточнить границы котловин, выявить их топографические особенности и обнаружить, что они располагаются на разных гипсометрических уровнях. Оказалось, что в западной части Тихого океана практически отсутствуют крупные абиссальные равнины, дно котловин имеет расчлененный холмистый характер с зонами относительно коротких разломов, почти лишено подводных гор.
В центре Северо-Западной котловины исследована и оконтурена подводная возвышенность, названная в честь геолога Н.С. Шатского.
Экспедиции на «Витязе» изучили и описали три основных типа поднятий ложа океана (основной вклад в этой области сделан Г.Б. Удинцевым): сводовые поднятия, включающие в основном сооружения, выходящие на поверхность в виде о-вов Маршалловых, Лайн, Туамоту и ряда других; глыбовые хребты и массивы (например, возвышенность Шатского, хребет Наска); краевые валы, приуроченные в основном к внешним сторонам ряда глубоководных желобов — Алеутского, Курило-Камчатского, Филиппинского.
Помимо Курило-Камчатского, «Витязем» изучена система желобов северо-западной, западной и юго-западной окраин океана — Японский, Идзу-Бонинский, Волкано, Марианский и ряд других; в 1958–1961 гг. открыты и исследованы два новых желоба: к востоку от о. Новая Каледония, получивший имя корабля, и вдоль северной окраины архипелага Бисмарка, у экватора, названный желобом Адмиралтейства; изучены крупные депрессии Тонга и Кермадек.
«Витязь» поставил рекорд точности попадания в самые глубокие части обследованных им многочисленных депрессий. Особенно удачным оказался 25-й рейс (руководитель Алексей Дмитриевич Добровольский, капитан И. Сергеев): с конца июня по 11 октября 1957 г. советские океанологи выявили максимальные глубины в желобах Палау (8069 м), Ново-Британском (8320 м), Бугенвильском (9103 м), а в Марианском установили глубочайшую впадину Мирового океана — 11022 м. В следующем рейсе (руководитель В. Богоров, капитан И. Сергеев) обнаружены максимальные глубины еще в двух желобах — Кермадек (10047 м) и Тонга (10882 м). Собранные материалы позволили сделать ряд существенных уточнений в представление о простирании, глубинах и морфологических особенностях перечисленных желобов и нескольких более коротких.
