Oddział Geologii Morza Państwowego Instytutu Geologicznego rozpoczął rejsowe badania dna Bałtyku w 1970 roku. Od początku posługiwano się precyzyjnymi systemami radiolokacyjnymi i echosondami pozwalającymi rozpoznać rzeźbę dna. Używano też różnego rodzaju próbników i sond do pobierania próbek osadów powierzchniowych i rdzeni o długości do 6 m.
Od lat 80. stosowano również badania geofizyczne (np. profilowanie sejsmoakustyczne, wysokorozdzielczą sejsmikę refleksyjną), pozwalające rozpoznać budowę dna morskiego do głębokości od kilku do kilkuset metrów, w zależności od celu badań i rodzaju użytej aparatury. Wykonano też kilkanaście otworów badawczych do głębokości 30 m. Próbki osadów poddawano wszechstronnym, specjalistycznym badaniom laboratoryjnym. Wyniki badań rejsowych i laboratoryjnych zgromadzone są w komputerowej bazie danych, a wizualizacja budowy geologicznej - planowanie przestrzenne, zagospodarowanie terenów i zarządzanie nimi - dokonywana jest w systemach GIS, ArcGIS, GeoMedia, MGE, Microstation, Autodesk Land Desktop.
Kiedyś, nawet przy dobrej pogodzie, trudno było utrzymać statek dokładnie nad punktem pomiarowym czy profilem badawczym. Dzisiaj systemy nawigacji satelitarnej i systemy dynamicznego utrzymywania pozycji bardzo ułatwiają pracę. Komputerowo sterowane silniki, sprzężone z systemem nawigacyjnym pozwalają na dokładne określenie i utrzymanie pozycji statku, nawet przy nie najlepszej pogodzie. Mimo to dla geologa morskiego pogoda jest wciąż podstawowym problemem. Wiele prac badawczych prowadzonych ze statku wymaga dobrej pogody, a takich dni na Bałtyku nie ma zbyt dużo.
W morskiej geologii rzadko stosuje się klasyczne metody używane na lądzie, przede wszystkim z powodu ogromnych trudności, na które natrafiamy przy bezpośrednich obserwacjach i pomiarach. Pole obserwacji płetwonurka, czy specjalnego pojazdu podwodnego, ograniczone jest zwykle do kilkudziesięciu metrów.
Sondowanie dna
Pobieranie próbek osadów z powierzchni dna morskiego, a tym bardziej penetracja dna morskiego za pomocą różnego rodzaju próbników, jest o wiele trudniejsze niż na lądzie. Próbniki i sondy są na ogół ciężkie i wymagają użycia odpowiednich urządzeń dźwigowych i spokojnego morza. Zależnie od celu badań stosuje się różnego rodzaju przyrządy, począwszy od najprostszych czerpaków zgarniających osad z powierzchni dna.
Czerpak typu Van Veena do poboru próbek osadów z powierzchni dna morskiego
Sonda rdzeniowa udarowo-tłokowa typu Kullenberga
Sonda rdzeniowa wibracyjna
Sonda typu box corer do poboru rdzeni o nienaruszonej strukturze
Sondy typu Niemisto do poboru rdzeni osadów mulistych 
Sonda typu OSCOR do poboru osadów piaszczystych.
Morska akustyka
Morze utrudnia stosowanie bezpośrednich metod badawczych, pozwala za to na dużo szersze niż na lądzie stosowanie różnego rodzaju metod pośrednich, zwłaszcza metod akustycznych.
Metody akustyczne pozwalają poznać rzeźbę dna morskiego oraz zajrzeć w głąb skorupy ziemskiej. Jeszcze w początkach XX wieku głębokość morza mierzono sondą ciężarkową. Skonstruowanie w czasie I wojny światowej echosondy, a następnie zastosowanie jej do celów naukowych, umożliwiło kolosalny postęp w poznaniu rzeźby dna mórz i oceanów. Obecnie do badania rzeźby dna, poza klasycznym profilowaniem echosondażowym, stosuje się echosondy wielowiązkowe i sonary boczne. Tradycyjna echosonda jednowiązkowa pokazuje profil dna morskiego, wzdłuż trasy statku.
Schemat działania echosondy jednowiązkowej
Przykłady profili dna zarejestrowanych przy użyciu echosond jednowiązkowych o różnej częstotliwości sygnału akustycznego
Obraz dna morskiego uzyskany za pomocą echosondy wielowiązkowej porównać można do zdjęcia lotniczego lub satelitarnego, wykonanego pionowo nad powierzchnią terenu. Echosondy wielowiązkowe śledzą dno w pasach odpowiadających trasie statku i szerokości, w przybliżeniu, równej dwukrotnej głębokości akwenu. Wyniki tych pomiarów pozwalają budować precyzyjne modele przestrzenne dna i rozpoznawać nawet stosukowo niewielkie obiekty, np. pojedyncze głazy.
Schemat działania echosondy wielowiązkowej
Przykłady obrazu dna rzeźby uzyskanego w wyniku zastosowania echosondy wielowiązkowej
Znacznie bardziej plastyczny obraz pokazuje sonar boczny. Można go porównać do fotografii lotniczej lądu, wykonanej pod kątem, w sytuacji gdy słońce jest nisko nad horyzontem i z tyłu za obiektywem aparatu.
Schemat działania sonaru bocznego
Sonary dają obraz powierzchni w pasach o szerokości kilkudziesięciu do kilkuset metrów, pozwalający rozróżnić rodzaj osadów dennych, formy z nich utworzone, a także obiekty takie, jak głazy czy wraki leżące na powierzchni dna.
Obraz sonarowy fragmentu dna Ławicy Słupskiej. Pola piaszczyste w prawej górnej części słabo odbijające sygnał akustyczny (powierzchnie jasne) oraz duże riplemarki i małe nieregularne pola piaszczyste na powierzchni osadów żwirowych dobrze odbijających sygnał akustyczny (powierzchnie ciemne)
Dno Zatoki Gdańskiej na rejestracji sonarowej. Widoczne fale piaszczyste o długości grzbietów ok. 200-300m i rozstępie ok. 15-20 m. Zbocza zmarszczek nachylone w kierunku źródła sygnału akustycznego mocniej odbijają fale dźwiękowe (barwy ciemne) niż zbocza znajdujące się w cieniu (barwy jasne)
Głębokie rozpoznanie
Do rozpoznania budowy geologicznej głębszych warstw dna morskiego stosuje się profilowanie sejsmiczne i sejsmoakustyczne. Stosowanie różnej częstotliwości i mocy fal akustycznych umożliwia prześwietlenie skał budujących dno morskie, dotarcie do różnych głębokości i z różną dokładnością. Im większa moc i niższa częstotliwość fal akustycznych, tym głębiej możemy zajrzeć w głąb warstw osadowych. Wyższe częstotliwości pozwalają na rozpoznanie drobniejszych struktur i cieńszych warstw, ale ograniczona jest wówczas głębokość penetracji. W zależności od stosowanej aparatury, możliwe jest poznanie budowy geologicznej dna do głębokości kilku kilometrów i identyfikacji warstw o miąższości od kilkudziesięciu metrów do kilkunastu centymetrów. Oprócz morskich metod sejsmicznych, stosowanych do rozpoznania głębokich struktur skorupy ziemskiej lub poszukiwań naftowych, stosuje się wysokorozdzielczą sejsmikę refleksyjną i metody sejsmoakustyczne.
Schemat badań dna morskiego metodami sejsmoakustycznymi. Wysokorozdzielcza sejsmika refleksyjna pozwala śledzić przekrój warstw osadowych do około 1-2 km pod dnem, jednak jej rozdzielczość jest zbyt mała do szczegółowego przedstawienia budowy osadów czwartorzędu. Źródła sygnału akustycznego wykorzystują energię eksplozji sprężonego powietrza
„Airgun" działko powietrzne- źródło fal akustycznych niskiej częstotliwości (częstotliwość fal akustycznych ok. 50-300 Hz)
Budowa geologiczna dna południowego Bałtyku zarejestrowana za pomocą wysokorozdzielczej sejsmiki refleksyjnej
Bardziej precyzyjne są metody sejsmoakustyczne, ale ich zasięg jest mniejszy i wynosi kilkadziesiąt do stu kilkudziesięciu metrów. Metody te wykorzystują różne zestawy aparatury profilującej o odmiennej konstrukcji i przeznaczeniu. W zależności od celu badań stosujemy różne metody – różne źródła fal akustycznych. Fale akustyczne ulegają tłumieniu proporcjonalnie do swojej długości. Fale długie (niskiej częstotliwości) mają większy zasięg, ale małą zdolność rozdzielczą. Fale krótkie (wysokiej częstotliwości) mają dużą zdolność rozdzielczą, ale ograniczony zasięg penetracji (są szybciej pochłaniane).
"Pinger" - źródło fal akustycznych (częstotliwość 3,5-5 kHz)
„Chirp" - źródło fal akustycznych o modulowanej częstotliwości, przeważnie o niewielkiej mocy, co ogranicza głębokość profilowania do około 20 m poniżej dna, przy rozdzielczości do 30 cm
Fragmenty dna Zatoki Gdańskiej - profile sejsmoakustyczne zarejestrowane za pomocą aparatury różnego typu: a) boomer, b) pinger (subbotom profiler), c) chirp
Na podstawie interpretacji profili sejsmoakustycznych, skorelowanych z profilami wierceń, wykonuje się przekroje geologiczne, a wykorzystując przekroje w regularnej siatce, można przygotować mapy i modele wybranych warstw.
Państwowy Instytut Geologiczny, Oddział Geologii Morza
