Начало систематическим, подробным и углубленным исследованиям Черного моря положили два научных события, произошедшие в конце прошлого века. В 1881-82 гг. русским будущим флотоводцем и океанографом, адмиралом С.О.Макаровым были проведены исследования в Босфорском проливе водообмена между Черным и Мраморным морями. Спустя десять лет в 1890-91 гг. были проведены две океанографических глубомерных экспедиций, а затем выполнены тесно связанные с ними экспедиционные работы на соседних Азовском (1891) и Мраморном (1994) морях. Хотя эти работы в большей степени являются гидрологическими, но именно они заложили основы систематическим исследованиям Черного моря.
Рыбаки в древности замечали, что сети, опущенные на дно, относит в направлении, противоположном течению на поверхности. Об атом говорит в летописи патриарх Прокопий. Позднее, в XVII в., это явление снова привлекает внимание ученых. Итальянец Марсильи, используя простой способ – окрашенные 8 белый цвет куски пробкового дерева, привязанные к тросу, он опустил в воду и наблюдал, в каком направлении относит куски пробки,— подтвердил опытным путем рассказы рыбаков. Согласно Марсильи. это явление возникает вследствие того, что более тяжелое тело стремится вытеснить более легкое вверх. Свои результаты он изложил в 1681 г. в письме к шведской королеве Кристине, в котором, в частности, писал: "И вот, ободренный успешностью своих исследований поверхности Босфора, я предпринял новый, более важный, более значительный и более плодотворный опыт, который заслуживает внимания Вашего Величества. Я имею в виду явление, названное мною нижним течением Босфора (направленным к Черному морю), которое противоположно верхнему (направленному к Мраморному морю). К исследованию его меня побудило как стремление проникнуть в тайны бытия, так и рассказы рыбаков, которым это было известно давно". Но это явление, забытое после опытов Марсильи, лишь в конце XIX в. снова привлекает внимание ученых.
Будучи еще капитаном 2 ранга, С. О. Макаров, назначенный в 1881 г. командиром военного парохода "Тамань", который в качестве стационара находился в распоряжении русского посольства и в течение года стоял у Константинополя, услышал рассказы о существовании нижнего течения в Босфоре и решил проверить их достоверность. Для этой цели он ставит на середине Босфора шлюпку. И течение сносит ее к Мраморному морю. Но когда со шлюпки на тросе спускают на глубину примерно 30 м 60-литровую бочку, наполнив ее водой и утяжелив металлическим грузом, какая-то неведомая сила направляет ее в противоположную сторону – к Черному мирю. Шлюпка тоже начинает медленно плыть против поверхностного течения. Этот эксперимент неопровержимо доказывал, что в Босфоре на глубине вода действительно течет в обратном направлении. Макаров, предприняв подробное изучение верхнего и нижнего течений с помощью сконструированных им приспособлений, выявил важнейшие черты босфорских течений, признаваемые и сегодня (Островский, 1951). В первую мировую войну течения в Босфоре исследовал немецкий океанограф А. Мерц, проводивший аналогичные работы с 1914 по 1918 г. по заданию командования турецкого флота. Результаты его работ полностью подтвердили основные выводы сделанные С. О. Макаровым.