Le Stellwagen Bank National Marine Sanctuary protège 842 miles carrés de haute mer entre Cape Cod et Cape Ann, où des plateaux sous-marins s'élèvent à moins de 30 mètres de la surface, créant l'un des terrains d'alimentation les plus riches de l'Atlantique. Le banc, sculpté par les glaciers, canalise les courants froids et riches en nutriments vers le haut, soutenant de fortes concentrations de lançons, de harengs et de krill qui attirent les baleines à bosse, les rorquals communs et les petits rorquals d'avril à octobre. Désigné sanctuaire marin national en 1992, le site est devenu la zone d'observation des baleines la plus fiable de la côte Est, avec des taux d'observation supérieurs à 90 % pendant les mois de pointe de l'été. Les excursions d'observation des baleines à Provincetown partent du MacMillan Pier, le quai commercial historique du Cap, où les bateaux de pêche et les navires de recherche partagent les mêmes quais qui servaient aux baleiniers portugais au XIXe siècle. Le sanctuaire se trouve à seulement huit miles au large, un passage de trente minutes qui place les navires directement au-dessus des zones d'alimentation où les baleines font surface selon des schémas prévisibles. Les naturalistes marins à bord de chaque expédition identifient les baleines individuelles par les marques sur leurs nageoires caudales et les cicatrices sur leurs nageoires dorsales, nombre d'entre elles étant cataloguées depuis des décennies par le Center for Coastal Studies et suivies sur des routes migratoires s'étendant jusqu'aux Caraïbes. Les baleines à bosse dominent les observations estivales, leurs sauts acrobatiques et leurs claquements de nageoires pectorales étant visibles à un quart de mile de distance. Les rorquals communs, la deuxième plus grande espèce sur Terre, parcourent le bord oriental du banc en paires, la coloration asymétrique de leur mâchoire les distinguant même à distance. Les petits rorquals et occasionnellement les baleines franches complètent la liste, tandis que les dauphins à flancs blancs de l'Atlantique et les phoques communs fréquentent les marges moins profondes. Le statut protégé du sanctuaire interdit aux navires de dépasser dix nœuds dans les zones de baleines, et des observateurs fédéraux surveillent le respect de cette règle pour minimiser les perturbations pour les baleineaux en lactation et les regroupements alimentaires. La position de Provincetown à la pointe la plus septentrionale du Cap lui confère le temps de trajet le plus court vers les habitats principaux de Stellwagen, un avantage géographique qui prolonge les heures d'observation à la lumière du jour et réduit la consommation de carburant. L'infrastructure maritime de la ville soutient des partenariats de recherche tout au long de l'année, les opérateurs d'excursions contribuant aux données d'observation pour les études de population à long terme. La température de l'eau, la densité du plancton et l'abondance des baleines atteignent leur apogée entre juin et septembre, lorsque les bancs de lançons se rassemblent le long des crêtes du banc et que les groupes de baleines à bosse coordonnent des manœuvres d'alimentation par bulles qui piègent les poissons dans des rideaux d'air ascendants.