“南海的‘生命史’如同一个鲜活的生命，‘骨架’是岩石的构造，从海底扩张到板块俯冲的地质构造演化；‘肉’是泥巴，来自陆地的泥沙、各种海洋生物遗体在深海沉积，并填充进海底盆地，储藏了油气、记录了历史；其‘血’则是充盈其中的流体和深海生物地球化学过程。”汪院士如数家珍地形容道。
汪院士希望国际大洋钻探船在2014年能再来南海，实现中国设计、主导的第二次大洋钻探。1999年他领衔时，在南海南北6个深水站位钻孔17口，取得了高质量的连续岩心共计5500米。之后经过几年的分析研究，建立起西太平洋3200万年以来的最佳古环境和地层剖面，为了解宏观环境变迁的机制提供了条件。
“中国南海中可能会有地球上最迷人的地质记录。”著名的法国海洋学家卡尔罗·拉伊（Carlo Laj）认为。ODP南海航次期间，他结识了汪品先，此后两人又在中法对南海的古海洋学联合考察中继续合作。
而第184航次在南海的钻探还有一个目的，即探究“全球季风”问题，这个概念指的是大气在热带和亚热带地区大规模的扰动。汪教授并不认为季风是孤立的区域现象，“他是第一个把季风放在全球尺度中进行研究的科学家，这极具独创性和洞察力。”拉伊评价道。
这也成为汪院士研究生涯中的一个转折点。通过对南海记录的研究，他和同事们，包括其夫人——中国科学院植物研究所研究员、同济大学兼职教授孙湘君发现，该地区的化学特征在过去的160万年中有过显著的变化。海底沉积物岩芯中包含着许多浮游生物化石，可以用来测量古海水中碳-13和碳-12同位素的比率，由此推断多种碳库的相关信息，包括大气二氧化碳碳库和海洋中的有机物质碳库。汪教授看到，碳比例的波动同地球轨道的变化，如公转轨道的偏心率的变化规律保持一致。这个比例在两极冰盖扩张之前达到峰值，说明其中可能确有联系。这些轨道周期是地球气候的“起搏器”，人们通常认为它通过减少北部高纬度地区的夏季日照量，触发了冰期的来临。但是汪教授的研究促使人们将注意力集中在热带地区，他提出轨道周期对于地面温度下降的作用，可能是通过对低纬度地区一些地质过程，如岩石风化实现的，并且反过来又导致了对碳系统的重大改变。
汪院士还对东亚季风及其相关领域进行了研究。他和其他的研究人员从南海和世界其它地方的季风记录中发现了轨道周期的痕迹。孙湘君教授曾在石膏岩盐层里发现旱地才有的植物麻黄的花粉。为什么现在降雨充沛的地区一度那样干旱？她与先生汪品先教授反复讨论的结果是：和东亚季风有关。日后，他们终于证实了东亚季风的起源：距今约2500万年前，远古地形倒转导致的。曾经普遍流行的观点是，北大西洋北部的高纬度冰带是全球冷暖的“策源地”。而越来越多的科学家意识到，太平洋西部的热带同样能决定冷暖，东亚季风便是其中不可忽视的力量。汪院士打了个比方：“如果说北大西洋北部是全球气候改变的‘开关’，那么太平洋西部便是‘引擎’，两者缺一不可。”
长期对气候的研究使汪院士于2007年获得由欧洲地球科学联盟(EGU)授予的古气候和古海洋学研究领域最具影响力的奖项“米兰科维奇”奖。
他还先后在南海发现深海天然气，并找到天然气水合物（可燃冰）的实物样品。“海底冰里面锁着可燃的气体甲烷，当火点着这些冰时，冰化了，甲烷就跑出来，成为一种非常好的燃料，天然清洁能源。”而目前科学家已做了初步推算，认为可燃冰组成的“冰石油”资源比地球上现有的石油资源加起来还要多，“如果能将其开采出来，那么我们人类可以暂时不需要为能源发愁了。”
深入深海
伴随汪品先等中外科学家的研究，千百年来不容置疑的“万物生长靠太阳”定律正逐渐被颠覆。
海洋只有表面的200米享受得到阳光的“眷顾”，人们原本以为600米深的海水下面就没有生物了，因为，在这个领域中，不只可见度低，且水压极大（海水每往下加10米就增加一个大气压）。“但大自然的巧妙之处就在于她的出其不意。”汪院士说，成千上万的生物在这个黑暗的环境中生存下来，并繁衍后代，构成了复杂的黑暗食物链，进而形成了人们所陌生的黑暗生物圈。“在这个生物圈中，生物的生存并不依赖阳光，而是以地热能为基础，通过化合作用将硫细菌转化为有机质，进而哺育了许多我们闻所未闻、个头一般都很大却很好玩儿的‘神秘巨兽’。”他举例，像陆上“蚯蚓”那样的蠕虫能有3米长，却没有口腔和肛门，还有自己会发光的贝类以及大量微生物存在，它们已有几百万岁。
