A trincheira foi soada pela primeira vez durante a expedição Challenger em 1875, usando uma corda ponderada, que registou uma profundidade de 4.475 braças (8.184 metros; 26.850 pés). Em 1877, foi publicado um mapa chamado Tiefenkarte des Grossen Ozeans (“Mapa de profundidade do Grande Oceano”) por Petermann, que mostrava um Challenger Tief (“Challenger deep”) no local dessa sondagem. Em 1899, o USS Nero, um collier convertido, registou uma profundidade de 5.269 braças (9.636 metros; 31.614 pés).
Em 1951, Challenger II levantou a trincheira utilizando a sonda de eco, uma forma muito mais precisa e muito mais fácil de medir a profundidade do que o equipamento de sonda e as linhas de arrasto utilizadas na expedição original. Durante este levantamento, a parte mais profunda da vala foi registada quando o Challenger II mediu uma profundidade de 5.960 braças (10.900 metros; 35.760 pés) a 11°19′N 142°15′E / 11.317°N 142.250°E, conhecido como Challenger Deep.
Em 1957, o navio soviético Vityaz relatou uma profundidade de 11.034 metros (36.201 pés) num local apelidado de Mariana Hollow.
Em 1962, o navio de superfície M.V. Spencer F. Baird registou uma profundidade máxima de 10.915 metros (35.810 pés) utilizando medidores de profundidade de precisão.
Em 1984, o navio de levantamento japonês Takuyō (拓洋) recolheu dados da fossa da Mariana utilizando uma sonda de eco-feixe estreito e multi-feixe; reportou uma profundidade máxima de 10.924 metros (35.840 pés), também reportada como 10.920 metros (35.830 pés) ±10 m (33 pés). O Veículo Operado Remotamente KAIKO atingiu a área mais profunda da Fossa das Marianas e fez o registo de mergulho mais profundo de 10.911 metros (35.797 pés) a 24 de Março de 1995.
P>Sondagens realizadas entre 1997 e 2001, foi encontrado um ponto ao longo da Fossa das Marianas que tinha uma profundidade semelhante à da Fossa Challenger, possivelmente até mais profunda. Foi descoberto enquanto cientistas do Instituto Havai de Geofísica e Planetologia estavam a completar um levantamento em redor de Guam; utilizaram um sistema de mapeamento por sonar rebocado por trás do navio de investigação para realizar o levantamento. Este novo local foi nomeado HMRG (Hawaii Mapping Research Group) Deep, depois do grupo de cientistas que o descobriram.
Em 1 de Junho de 2009, o mapeamento a bordo do RV Kilo Moana (nave mãe do veículo Nereus), indicou um local com uma profundidade de 10.971 metros (35.994 pés). O mapeamento sonar do Challenger Deep foi possível pelo seu sistema de batimetria de sonar múltiplo Simrad EM120 para águas profundas. O sistema de sonar utiliza a detecção de fase e amplitude do fundo, com uma precisão superior a 0,2% da profundidade da água em toda a faixa (o que implica que o valor da profundidade é preciso até ± 22 metros (72 pés)).
Em 2011, foi anunciado no Encontro de Outono da União Geofísica Americana que um navio hidrográfico da Marinha dos EUA equipado com um ecosonda multifeixe conduziu um levantamento que mapeou toda a trincheira com uma resolução de 100 metros (330 pés). O mapeamento revelou a existência de quatro afloramentos rochosos que se pensava serem antigos montes submarinos.
A Fossa Mariana é um local escolhido por investigadores da Universidade de Washington e do Woods Hole Oceanographic Institution em 2012 para um levantamento sísmico para investigar o ciclo das águas subterrâneas. Utilizando sismómetros e hidrofones de fundo oceânico, os cientistas são capazes de mapear estruturas tão profundas como 97 quilómetros abaixo da superfície.
Descents
>div> O bathyscaphe Trieste (concebido por Auguste Piccard), o primeiro veículo tripulado a chegar ao fundo da Fossa das Marianas.
Quatro descidas tripuladas e três descidas não tripuladas foram alcançadas. A primeira foi a descida tripulada por Trieste, de concepção suíça, de fabrico italiano e propriedade da Marinha dos Estados Unidos, que chegou ao fundo às 13:06 do dia 23 de Janeiro de 1960, com Don Walsh e Jacques Piccard a bordo. O tiro de ferro foi utilizado para lastro, com gasolina para flutuabilidade. Os sistemas a bordo indicavam uma profundidade de 11.521 metros, mas esta foi posteriormente revista para 10.916 metros. A profundidade foi estimada a partir de uma conversão de pressão medida e cálculos baseados na densidade da água da superfície do mar para o fundo do mar.
Esta foi seguida pelos ROVs não tripulados Kaikō em 1996 e Nereus em 2009. As três primeiras expedições mediram directamente profundidades muito semelhantes de 10,902 a 10,916 m (35,768 a 35,814 pés). A quarta foi realizada pelo realizador canadiano James Cameron a 26 de Março de 2012. Ele chegou ao fundo da Fossa das Marianas no navio submersível Deepsea Challenger, mergulhando a uma profundidade de 10.908 metros (35.787 pés).
Em Julho de 2015, membros da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, da Universidade Estatal do Oregon, e da Guarda Costeira submergiram um hidrofone na parte mais profunda da Fossa das Marianas, a Fossa Challenger, nunca tendo previamente desdobrado uma para além de uma milha. O hidrofone de titânio foi concebido para resistir à imensa pressão de 7 milhas abaixo. Embora os investigadores não tenham conseguido recuperar o hidrofone até Novembro, a capacidade de dados estava completa nos primeiros 23 dias. Após meses de análise dos sons, os peritos ficaram surpreendidos ao captar sons naturais como terramotos, um tufão e baleias de barbas, juntamente com sons artificiais, tais como barcos. Devido ao sucesso da missão, os investigadores anunciaram planos de implantar um segundo hidrofone em 2017 por um período de tempo prolongado.
Victor Vescovo alcançou um novo recorde de descida para 10.928 metros (35.853 pés) em 28 de Abril de 2019 utilizando o DSV Limiting Factor, um modelo Triton 36000/2 fabricado pela Florida-based Triton Submarines. Mergulhou quatro vezes entre 28 de Abril e 5 de Maio de 2019, tornando-se a primeira pessoa a mergulhar em Challenger Deep mais de uma vez.
Em 8 de Maio de 2020, um projecto conjunto entre os construtores navais russos, equipas científicas da Academia das Ciências Russa com o apoio da Fundação Russa para Projectos de Investigação Avançada e a Frota do Pacífico submergiu o veículo submarino autónomo Vityaz-D até ao fundo da Fossa Mariana a uma profundidade de 10.028 metros (32.900 pés). O Vityaz-D é o primeiro veículo subaquático a operar autonomamente nas profundidades extremas da Fossa das Marianas. A duração da missão, excluindo o mergulho e a superfície, foi superior a 3 horas.
Em 10 de Novembro de 2020, o submarino chinês Fendouzhe atingiu o fundo da Fossa das Marianas a uma profundidade de 10.909 metros.
Descidas planeadas
br>>p> Em Abril de 2011, Richard Branson revelou um novo submarino de uma só pessoa para ir ao fundo da Fossa das Marianas nos próximos dois anos.
A partir de Fevereiro de 2012, pelo menos uma outra equipa estava a planear um submarino piloto para chegar ao fundo da Fossa das Marianas.