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Deux cameramen chevronnés, Didier Noirot et Doug Allan, sillonnent les mers du globe en compagnie de scientifiques, allant à la rencontre des géants des mers : les dauphins, les cétacés et les créatures des abysses. Les baleines restent encore des animaux très mystérieux. Au large des côtes argentines et mexicaines, Didier Noirot capture des scènes de leurs parades amoureuses : un spectacle visuel et sonore hors pair. Il les suit jusque dans l'Arctique, où elles se réunissent avec leurs baleineaux pour se nourrir. Plonger avec les baleines bleues, à bosse ou grises permet aux scientifiques de mieux comprendre leurs comportements et leurs particularités.

Aux Bahamas, Didier Noirot et Doug Allan accompagnent une spécialiste de la communication des dauphins. Lors de leurs plongées d'observation, ils découvrent un groupe de mâles, très soudés et très bavards. Pendant ce temps, un scientifique installe une machine à bulles pour étudier les réactions d'une autre espèce de cétacés, mais les dauphins se prennent au jeu pendant des heures. En Australie, ils ont même développé une technique de chasse redoutablement efficace : ils se servent des raies mantas pour détecter leurs proies. Ailleurs, en Floride, des dauphins capturent les poissons grâce à des nuages de sable, révélant des capacités d'adaptation étonnantes.

Deux passionnés partent à la rencontre des dauphins, des cétacés mais tentent aussi d'approcher certaines créatures des abysses. Ils profitent d'expéditions scientifiques menées sur les océans. Des chercheurs tentent de comprendre les moyens de communication utilisés par les cétacés. Dans la mer des Caraïbes, ils plongent avec des cachalots, qui figurent parmi les créatures les plus mystérieuses du monde marin. Cet animal utilise une étrange méthode pour chasser le calmar géant dans les abysses. Dans les eaux de l'Arctique, le narval demeure lui aussi très secret. Au Brésil, le dauphin de l'Amazone est un des meilleurs exemples de l'utilisation de l'écholocation, qui lui permet de repérer ses proies. Dans l'océan Atlantique, les orques se servent du sonar pour chasser.