1907年，一位希腊的海绵打捞工人，在北非的突尼斯东部的玛迪亚海的水深40米的海底，看到了像军舰大炮样子的文物。从此开始，潜水工人们又在附近海底发现了很多双耳陶瓶和青铜制品的碎片。打捞上来的文物向当时法属突尼斯的海军司令官杰·拜姆海军大将做了报告并将文物移交给官方，拜姆动员了潜水员进行调查。其结果证明了被看成海底大炮的文物并不是大炮，而是希腊浮雕的大理石伊奥尼亚式圆柱。
这一发现在欧洲的学术界引起了极大的轰动，为本世纪初考古学调查的发展提供一个很大的实习机会，并为其开始方法的摸索和实习创造了一个良好开端。调查由古文物部来负责进行，并任命突尼斯古代文化研究所所长阿尔弗雷德·迈尔兰为调查队队长。迈尔兰推测在这一海底埋藏有罗马时代的沉船，认识到调查决非寻常，朝野人士特别是突尼斯当局、法国海军均给予援助，并集中了希腊、意大利的一流潜水员，从1908年到1913年共进行5次调查。
对于距陆地6公里，海流非常急，而且水深40米的海底调查作业来说，技术上受到各种限制，而且沉船完全被埋在海底淤泥中，使发掘作业极为困难。
由于调查中的各种困难及调查的旷日持久，财政援助也不能随时得到保证，以致有时调查不得不中断，但潜水工人们的热情和耐久力克服了所有困难，从而保证了遗物的安全打捞并确认了沉船的遗存状态。
沉船中，有最早报告说的像大炮的东西，实际上是大理石圆柱，共6排约60根，还凌乱地散布着柱头、柱础以及其他大理石的建筑材料和雕像等。虽然打捞上来了双耳陶瓶等部分文物，但大部分遗物仍然留在了海底，调查没有最后完成。负责直接指挥海底作业的塔拜拉大尉出于希望今后能继续进行调查的考虑，向突尼斯档案馆提交了调查报告。这在当时特别是作为海军军人，能有这种考虑应该说是极为难得的，这显示了他的科学修养，是极为值得赞叹的。现在，这一报告书摆满了突尼斯的巴尔特博物馆的5个展览室，这不仅是打捞上来文物的说明书，同时也是研究这些遗物最原始的资料。
当然，玛迪亚的沉船调查只是由于调查负责人迈尔兰认真的准备和计划才顺利进行的，而不是像前面提到的意大利利古利亚研究所在阿尔本加的海底调查那样完全无计划的进行。但是，当时的潜水技术和调查方法不能绘制出能将船体复原的实测图，也不能将船体打捞上来。尽管如此，潜水工人们仍然采集打捞出了各种文物，并在海底淤泥的清除过程中，搞清了下面厚约20厘米的木材堆积层和其分布范围，并确认了这是船的甲板，还了解到打捞上来的遗物是甲板上的货物。在甲板下的船舱里装满了大量的细小贵重品，在更下面的船舱中贮藏着很多的大理石艺术品，其中主要有希腊雕刻家加尔凯顿（约生活在公元前2世纪）的刻有“波埃特斯”铭文的“海尔梅斯”青铜像和同样大小的“奔跑的萨尔丘斯洛斯”青铜像、大理石“阿弗洛迪忒”半身像、牧神“波恩”的头像等。此外，还有烛台、家具等日用品和希腊阿提加工精美的酒杯。其中带有铭文的“海尔梅斯”像被认为是希腊时代一著名的珍品。
这艘沉船据推测，是满载罗马从希腊掠夺的艺术品及其他货物的大型运输船，船从雅典的皮莱乌斯港出航，在驶往罗马的途中，向南漂流而沉没。这一推测如果正确的话，与安提基西拉的沉船有许多相似之处。该船长36米多，宽10米多，恐怕是无桨的椭圆形帆船。从当时的造船技术看，似乎是为了运送想象不到的沉重货物而设计的。其年代根据遗物的研究推定在公元前2世纪末到公元前1世纪初。
随着对遗物的文化性质及船体构造的研究，玛迪亚沉船逐渐在学术界引起较大的反响。法国著名史学家和美术评论家马尔塞尔·布利茵对这艘沉船的调查给予高度的评价和赞扬，认为是“水下考古学的最早的胜利”。他同时写道：“在海底发现了希腊遗留给贪婪的罗马人的全部美。”这一调查与安提基希拉的调查不仅是水下考古学走向大海的里程碑，而且成果极大，理所当然得到布利茵的赞誉。
为世人所熟知的《阿波罗》的作者、美术史学家萨罗门·雷那克曾经为迈尔兰的工作筹集资金而奔走，他赞扬这一调查成果“是公元79年维苏威火山爆发中被掩埋的古代意大利城市赫库兰尼姆和庞贝被发现以来考古学界最伟大的发现”。他还根据对发现文物的考证，搞清了遗物中的灯为罗马时代的作品，考证出前面所说的该船的年代。据他考定，该船是公元前86年征服掠夺雅典的罗马执政官鲁希阿斯·斯鲁拉有组织地将掠夺品满载运回罗马，而在途中遇到暴风、飘流到玛迪亚海域沉没的货船。
当然，斯鲁拉是罗马共和时代的猛将，深得人民的拥护，具有卓越的指挥才能。他在凯旋罗马时经常带回众多的俘虏和战利品向民众夸耀，以求得狂热的欢迎。他征战生涯中最大的功绩是征讨小亚细亚的蓬兹斯。据说他在当时已获得很多的战利品，但为了掠夺，他又率领罗马军队进一步侵入了古希腊象征的雅典。他在那里下令拆毁奥林匹亚的一座神殿，将大理石建材和雕塑装上运输船队送往罗马。有的史学家说，他打算用这些战利品在罗马复原神殿，以作为他的胜利纪念碑装点城市。据说这一船队绕行到意大利半岛与西西里岛之间的墨西那海峡时，突然遇到风暴，其中一艘向西南方向漂流至北非近海沉没，在以后的20世纪的时间里安眠在海底厚厚的淤泥之下。虽然许多学者支持雷那克的斯鲁拉掠夺说，但也有不少人反对这一观点。由于其沉没地点靠近北非的突尼斯近海，货物不都是极佳的艺术作品，也有被认为是订货的烛台和其他物品，还有大理石建材的半成品，据此以迈尔兰为首的包括水下考古学热心的支持者菲利浦、迪奥莱等都站在反对雷那克观点的立场上，认为船上的货物是商品，船是商船。此两种论点至今均未找出更为确切的论据。这就意味着满载希腊艺术作品的玛迪亚罗马沉船仍然是一个谜。
无论如何，现在满置于巴尔德博物馆几个陈列室的古代希腊青铜雕像和大理石是永远不会打破沉默开口述说这一秘密的。也许，参观过它们的人根据自己的洞察力，能从雕像的眼神中，揣测出它们被发现前的历史。
玛迪亚调查虽然尚未结束，但其成果已使考古学家、历史学家、美术史学家受到了极大的冲击和震动。特别是，他们在这里和地中海海底发现了一个重要研究领域。此后的海底调查虽然遇到各种各样的困难，但都随着水下呼吸器潜水的普及而被克服，从而为水下考古学开辟了更为广阔的天地。这对，玛迪亚海底调查作为水下考古学史的重要一章，其所取得的重大成果，是任何人都必须重视的。
在迈尔兰调查工作三十余年之后，随着第二次世界大战结束，地中海逐渐丧失了以前的战略地位而趋于缓和，最后恢复了和平环境。因而，考古学家们再一次注意到玛迪亚海底，计划重新进行长时间中断的古代沉船的调查。法国潜水小组的库斯特在1948年和法国海军中尉，潜水考古学家F·迪玛一起率领着水下呼吸潜水小组乘坐“艾利·毛尼艾”来到玛迪亚海域。库斯特查阅了巴尔德博物馆的发掘资料和塔拜拉的报告书，坚信玛迪亚沉船中还有大量艺术作品和其他文物。于是，在声纳探测结束后，就想开始海底调查，可是这里各种各样水下干扰却使这次作业极为艰难。在迈尔兰的调查中塔拜拉报告书的位置实测图虽然准确，但海底的泥土层比上一次调查时加厚了，其状况也发生了显著的变化。在重新审查了迈尔兰调查遇到的困难和其克服困难的方法后，他们感到，只有引进新的技术，才能实现重新调查的目的。
总之，最为困难的是潜水时间和调查技术的问题。停留在40米深的海底能够进行作业的时间，当时至多是15分钟，即使让潜水员每天潜水3次，作业也进展很慢。因此，调查团在引用海军的海底调查技术时增加了各种壮工，并力求认识水下规律，加快海底探查的速度。特别是最大限度地发挥了当时海底探查的技术和方法，如用声纳技术准确探查遗物等。最为引人注目的是在这次调查中第一次将空气潜水装置应用于水下考古。声纳仪重新确认了船的规模。由于发现了一段长约90厘米由黎巴嫩杉木作成的船的肋骨，了解到这只船具有能够运输当时难以置信的沉重货物的构造，还了解到该船的三分之二完整地被覆盖在淤泥之下，并发现了迈尔兰没发现的其他大理石伊奥尼亚式圆柱柱头，以及为增加锚的水平力的铅制横棍和其他零散船构件。在打捞每一个大理石材的过程中都遇到了很大的困难，起吊用的一根根钢缆，必须由潜水员徒手把遗物周围厚厚的淤泥清除掉，再通过下面把遗物捆住。
虽然充分发挥了调查团的组织机能，进行了周密的潜水调查，但还无法详细认识船的构造，特别是其细部结构。原因是，不可能拆除甲板之外裹着的一层铜板去了解船舱的结构情况。库斯特的调查虽然尽可能地引入当时先进的技术和方法，却并未完全达到预期目的。然而，比起迈尔兰的调查成果又获得了一些新的进展，从这一意义上讲收获是很大的。
突尼斯海中研究调查团于1954年再次对该遗址进行了调查。虽然没有打捞出什么艺术品，但使用了两台淤泥清除机清除海底沙土，成功地制作了准确的船体实测图。结果了解到原来推定的甲板是船底，原来估计货物的总重量为200吨以上，结果恐怕有250吨。如此沉重的货物堆积在长30余米的船的甲板上是绝对不可能的。
1955年的调查重点放在龙骨部分，令人吃惊地发现其结构极为复杂，需要极为高超的技术。这次调查在船头附近确认了残存的锚，这一发现说明该船沉没时不是在停泊中，而是在航行中遇难的。
玛迪亚沉船的调查经历了三十多年的时间，由各调查团进行了3次尝试，工作中引入了声纳、淤泥清除机等新设备，到20世纪中叶才取得了最终成果。其原因主要是，通过对前面提到的阿尔班长沉船调查中尼诺·兰伯古利亚无计划和失败的反省和批判，进一步深化了调查技术和方法，调查团的分工更加明确也更有组织，特别是，迈尔兰和库斯特都没有辜负各自调查中的各种发现，希望在将来的调查中最后搞清，并时刻不忘为这一天做好各种准备，力争突破世界水下考古学史上的这一难题。