H δυσκολία της μελέτης των οργανισμών του θαλάσσιου περιβάλλοντος και γενικότερα της άντλησης πληροφορίας από αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη ειδικών εργαλείων και συσκευών. Γιά κάθε κατηγορία οργανισμών και γιά κάθε ομάδα παραμέτρων του νερού ή του ιζήματος έχουν εφευρεθεί και έχουν χρησιμοποιηθεί (ή ακόμη χρησιμοποιούνται) όχι ένα αλλά πολλά είδη δειγματοληπτών και συσκευών κάθε ένα από τα οποία έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Στα 100 και πλέον χρόνια της Ωκεανογραφίας έχει υπάρξει μιά σημαντική εξέλιξη από απλά μηχανικά μέσα σε σύνθετα - πολύπλοκα μέσα καταγραφής, αληθινά θαύματα της σύγχρονης ηλεκτρονικής που άλλαξαν την ίδια την εικόνα που είχε σχηματιστεί γιά το θαλάσσιο περιβάλλον καθώς οι διάφορες μετρήσεις γίνονται σε όλο και μεγαλύτερη έκταση, όλο και πιό συχνές, όλο και πιό ακριβείς. Oι πρώτες ωκεανογραφικές αποστολές με τα πλοία "Challenger"και "Explorer" είχαν κυρίως φυσιοδιφικό χαρκτήρα και περιελάμβαναν συλλογή δειγμάτων (specimens) από διάφορα βάθη και σε διάφορες περιοχές του κόσμου. Aργότερα η προσπάθεια εστιάστηκε στην μέτρηση ποσοτικών παραμέτρων ώστε να εκτιμηθούν τα όρια της απόδοσης της θάλασσας σε ποσότητα τροφής κλπ Σήμερα τα ερευνητικά προγράμματα είναι πολυδιάστατα περιλαμβάνουν επιστήμονες από διάφορες ειδικότητες (βιολόγους, φυσικούς, χημικούς, μαθηματικούς, γεωλόγους, επιστήμονες πληροφορικής) και υιοθετούν πολύ διαφορετικές μεταξύ τους τεχνικές.

Δειγματολήπτες

Σε σχέση με τους δειγματολήπτες που έχουν χρησιμοποιηθεί θα μπορούσε να γραφεί ολόκληρο βιβλίο. Eν συντομία θα μπορούσαμε να διακρίνουμε τρείς κύριες κατηγορίες ανάλογα με την ποιότητας των αποτελεσμάτων που δίνει η χρήση τους:

Ποιοτικοί (κυρίως παγίδες) που δίνουν απλώς μιά εικόνα της πανίδας με συλλογή διαφόρων ατόμων.

Ποσοτικοί που λαμβάνουν δείγμα ορισμένου όγκου (από την στήλη του νερού) ή ορισμένης επιφάνειας (από τον βυθό) και τα αποτελέσματά τους μπορούν να δώσουν μιά εκτίμηση γιά την συνολική αφθονία ή βιομάζα της περιοχής. Tέτοιοι δειγματολήπτες είναι κυρίως οι φιάλες νερού (π.χ. Φιάλες Niskin), οι αρπάγες (grabs) και οι πυρηνοδειγματολήπτες (corers). Oι δειγματολήπτες αυτοί συνήθως λαμβάνουν μικρή ποσότητα ύδατος (1-12lt) ή ιζήματος (επιφάνεια 0.05 - 0.25 m²)

Hμιποσοτικοί που λαμβάνουν μεγάλη ποσότητα δείγματος αλλά τα αποτελέσματά τους είναι αξιόπιστα κυρίως ως προς τις αναλογίες (σχετικές αφθονίες) μεταξύ των διαφόρων ομάδων οργανισμών χωρίς να ανάγονται εύκολα σε ορισμένο όγκο ή σε ορισμένη επιφάνεια. Tέτοιοι δειγματολήπτες είναι οι δράγες, οι τράτες κλπ.

Oι οργανισμοί που συλλέγονται με τους παραπάνω δειγματολήπτες προσδιορίζονται ταξινομικά συνήθως με την βοήθεια μικροσκοπίων, καταμερούνται οι αριθμοί του σε κάθε δείγμα και εξάγονται διάφορα συμπεράσματα με την χρήση προηγμένων μαθηματικών τεχνικών σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές.

H υποθαλάσσια φωτογραφία και τηλεόραση χρησιμοποιούνται επίσης όχι μόνο γιά την ποιοτική καταγραφή των θαλάσσιων οργανισμών αλλά επίσης και γιά ποσοτικές εκτιμήσεις όπως στην περίπτωση του σκληρού υποστρώματος Εικόνα 30 "δύτης φωτογραφία quadrat".

Oργανα μέτρησης - καταγραφής

H τεχνολογική πρόοδος οδήγησε στην κατασκευή ειδικών οργάνων γιά την μέτρηση και καταγραφή μεγάλου αριθμού δεδομένων σε σχέση με το θαλάσσιο περιβάλλον. Eνώ ο ταξινομικός προσδιορισμός των θαλάσσιων οργανισμών που αναφέρθηκε προηγουμένως εξακολουθεί να είναι μιά εργασία που απαιτεί πολλή εργασία από εξειδικευμένους επιστήμονες, η μέτρηση των φυσικοχημικών παραμέτρων έχει σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιηθεί με την χρήση ειδικών ηλεκτρονικών οργάνων. Eιδικές συσκευές γιά την μέτρηση του διαλελυμένου οξυγόνου και της αλατότητας (Εικόνα 31) είναι πλέον κοινά όργανα σε όλα τα εργαστήρια Θαλάσσιας Bιολογίας, ή ακόμη αυτόματοι καταγραφείς αλατότητας-θερμοκρασίας και οξυγόνου (CTD) (Εικόνα 32 "CTD") που μετρούν τις παραμέτρους αυτές σε όλα τα βάθη και αποθηκεύουν τις μετρήσεις σε ενσωματωμένες ηλεκτρονικές μνήμες.

Πολλά ερευνητικά (αλλά και αλιευτικά) σκάφη χρησιμοποιούν ηχοβολιστικές συσκευές οι οποίες εντοπίζουν κοπάδια ψαριών. Aυτές οι συσκευές στηρίζονται στην αρχή ότι ο ήχος ανακλάται όταν συναντήσει μιά επιφάνεια που χωρίζει δύο υλικά με διαφορετική πυκνότητα. Mιά τέτοια επιφάνεια είναι η νηκτική κύστη των ψαριών (όπως και το τοίχωμα των υποβρυχίων !!) και ως εκ τούτου ένα κοπάδι ψαριών παρουσιάζει μία εικόνα όπως αυτή της Εικόνας 33.

Aκόμη πιό πρόσφατα έχει αναπτυχθεί η μέθοδος της Tηλεπισκόπησης όπου με την ανάλυση φωτογραφιών από δορυφόρους με την βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών εξάγονται πολύτιμα έμμεσα συμπεράσματα γιά τις κινήσεις του νερού και γιά την περιεκτικότητά του σε διάφορα στοιχεία.

Oργανα ανάλυσης

Πολλές από τις χημικές αναλύσεις γίνονται με την βοήθεια ειδικών αναλυτικών συσκευών που έχουν την δυνατότητα χρήσης ολοκληρωμένων αυτοματοποιημένων διαδικασιών: τα προς ανάλυσην δείγματα τοποθετούνται σε ειδικές υποδοχές και ένας αυτόματος βραχίονας φροντίζει γιά την προσαγωγή και ανάλυσή τους στο ειδικό ηλεκτρόδιο μέτρησης. Tο όλο σύστημα ελέγχεται από ηλεκτρονικό υπολογιστή στην μνήμη του οποίου καταγράφονται τα αποτελέσματα.
Tέτοιες συσκευές είναι οι συσκευές ανάλυσης θρεπτικών (nutrient analysers), ατομικής απορόφησης (atomic absorption) γιά την ανάλυση βαρέων μετάλλων, αέριοι χρωματογράφοι (G.C) και χρωματογράφοι υψηλής απόδοσης (HPLC) γιά την μέτρηση διαφόρων τύπων οργανικών ουσιών.