Sweden's Lake Siljan is a large lake created from an eroded impact crater, the Siljan Ring, that was formed by a meteorite impact about 370 million years ago. It was at this lake that Gold proposed as the most likely place to test the hypothesis on the origin of petroleum because it was one of the few places in the world where the granite basement was cracked sufficiently to allow oil to seep up from the mantle.
גולד החל לבחון את התאוריה שלו בשנת 1986, כאשר בגיבוי קבוצת משקיעים, (חברת אנרגיה ממשלתית שוודית) והמכון לחקר הגז (כיום Gas Technology Institute, מלכ"ר אמריקאי המסייע לפיתוח טכנולוגיות אנרגיה חדשות), הוא החל יזם קידוח עמוק - בשם גרווברג-1 (Gravberg-1) - בקרקע ליד בחיפוש אחר גז ממקור אנאורגני במעטפת כדור הארץ. האזור היה אתר של מכתש פגיעה גדול, ש"פתח תעלות עמוקות מספיק כדי שהמתאן ינדוד מעלה" וייצר משקעים בסלע רק כמה קילומטרים מתחת לפני השטח. הוא העריך כי ה ליד אגם סיליאן הגיעו לעומק של כמעט 40 קילומטר בתוך האדמה.
בשנת 1987, נעלמו כ-900 חביות (140 מטרים מעוקבים) של חומר סיכה לקידוח בעומק של 6,100 מטרים מה שגרם לגולד להאמין כי חומר הסיכה נפל למאגר מתאן. זמן קצר לאחר מכן העלה הצוות כמעט 100 ליטר בוצה שמנונית שחורה אל פני השטח. גולד טען כי הבוצה מכילה גם נפט וגם שרידי ארכאונים. הוא טען כי "זה מצביע על תחום חיים עצום, של ביולוגיה, ברמות עמוקות יותר בקרקע ממה שהיה ידוע לנו קודם לכן" וכי עדויות אלה "יהרסו את הטענה האורתודוקסית שמאחר ונפט מכיל מולקולות ביולוגיות, חייבות עתודות הנפט להיות ממקור ביולוגי". ההודעה על ממצאי גולד נתקלה בתגובות מעורבות, שנעו בין "אי אמון זועם" ל"ספקנות עמוקה". הגאוכימאי ג'פרי פ. גלסבי (Geoffrey P. Glasby) שיער כי הבוצה יכול הייתה להיווצר מ, תגובה כימית מזורזת בה ממירים את גז הסינתיזה, תערובת של פחמן חד-חמצני ומימן, לפחמימנים נוזליים. המבקרים דחו גם את ממצא הארכאונים של גולד, וקבעו כי "מכיוון שמיקרו-אורגניזמים אינם יכולים לשרוד בעומק כזה, החיידקים מוכיחים כי הבאר זוהמה מפני השטח". הגאוכימאי פול פילפ (Paul Philp) ניתח את הבוצה והגיע למסקנה שהוא אינו יכול להבדיל בין דגימות הבוצה לנפט שדולף באופן טבעי בסלעי משקע של פצלים סמוך לפני השטח. הוא נימק כי נפט נדד מהפצלים אל הגרניט עמוק באדמה. גולד חלק על הממצא של פילפ, וסבר כי הנפט והגז יכלו באותה מידה לעלות אל פני השטח: "הם החליטו שהנפט והגז שמצאנו שם למטה היו משכבה בת מטר וחצי של סלעי משקע בפני השטח - שחלחלו כול הדרך למטה שישה קילומטרים למטה לתוך הגרניט. כלומר, אבסורד מוחלט כזה: אתה יכול לדמיין שאתה יושב שם עם מטר וחצי אדמה וששה קילומטרים מתחת לסלע גרניט דחוס, והמתאן שנוצר שם למעלה זחל עד למטה בעדיפות על פני מים. שטות מוחלטת".
לאור המחלוקת סביב הבוצה וזיהום המקדחים האפשרי, זנח גולד את הפרויקט בגרווברג -1, כינה אותו "פיאסקו מוחלט", ותכנן מחדש את הניסוי על ידי החלפת חומר סיכה לקידוח על בסיס שמן בחומר מבוסס מים.
הקידוח גילה נפט באביב 1989, אבל בכמות מעטה של כ-80 חביות (130 מטרים מעוקבים). גולד הצהיר, "זה לא הגיע בקצב שבו אתה יכול למכור אותו, אבל הוא הראה שיש שם נפט." המקדחה נתקלה אז בבעיות טכניות ונעצרה בעומק של 6.8 קילומטרים. הבור נסגר, אך בור שני נפתח לקידוח קרוב יותר ל"מרכז טבעת הפגיעה שם היה אפילו פחות סלעי משקע". באוקטובר 1991 הגיע המקדח לנפט בעומק 3.8 קילומטרים בקרקע, אך עדיין היו ספקנים רבים שלא השתכנעו מסיכויי האתר. אחד הספקנים, כריסטר אקרמן, הגאולוג הראשי של הסקר הגאולוגי של שוודיה, העיר, "ישנן כול הסיבות להישאר רגועים ולחכות לניתוח של מה שמצאו. העניין הוא גם שהם יצטרכו למצוא כמויות בקנה מידה מסחרי, ויחלוף זמן רב עד שנדע אם כן". הגאולוג ג'ון ר. קסטאניו הגיע למסקנה כי אין מספיק ראיות למעטפת כדור הארץ כמקור לפחמימנים וכי אין זה סביר שאתר סיליאן יכול להיות לשמש כשדה גז מסחרי. כמה ספקנים התנגדו לטענותיו של גולד והציעו כי הנפט שנמצא הוא למעשה זיהום מהקידוחים. מחקר על גזים ומינרלים קרבונטיים משניים שנערך בשנת 2019, העלה כי באתר התרחשה יצירת מתאן באמצעות חיידקים במשך זמן עמוק בתוך מערכת הסדקים של המכתש (במשך לפחות 80 מיליון שנה) ועם קשר מרחבי ברור לדליפה של נפט של סלעי משקעים בפני השטח, בניגוד לתאוריות של גולד בנושא נדידת גז ממקור אנאורגני עמוק.
הביוספירה החמה העמוקה.
במאמר משנת 1992, "הביוספרה העמוקה והחמה" שפורסם בכתב העת PNAS, הציע גולד לראשונה כי חיידקים נפוצים בנקבוביות של קרום כדור הארץ, עד לעומק של מספר קילומטרים, שם העלייה בטמפרטורות מציבה סוף סוף גבול. החיים התת-קרקעיים משיגים את האנרגיה שלהם לא מפוטוסינתזה אלא ממקורות כימיים בנוזלים הנודדים מעלה דרך הקרום. המסה של עשויה להיות דומה לזו של הביוספרה שבפני השטח. חיים מתחת לקרקע עשויים להיות נפוצים בגופים אחרים במערכת השמש ובכל רחבי היקום, אפילו בעולמות שאינם צמודים לכוכבים אחרים.
מאמר מאת העיתונאי ויליאם ברואד (William Broad) משנת 1993, שהתפרסם ב"ניו יורק טיימס", וכותרתו "חיידקים חדשים מוזרים מרמזים על עולם תת-קרקעי עצום" ,הביא את התזה של גולד לידיעת הציבור. בתחילת המאמר נכתב "צורות חדשות של חיים מיקרוביאליים מתגלות בשפע כזה עמוק בתוך כדור הארץ, עד שכמה מדענים מתחילים לחשוד שלכוכב הלכת יש ביוספירה נסתרת המשתרעת לעומק של קילומטרים שמסתה הכוללת עשויה להתחרות או לעלות על המסה של כל החיים על פהי השטח. אם אכן קיימת ביוספרה עמוקה, אומרים מדענים, תגליתה תשכתב ספרי לימוד תוך שהיא תשפוך אור חדש על תעלומת מוצא החיים. אפילו הספקנים טוענים שהתזה מסקרנת מספיק כדי להצדיק מחקרים חדשים בתחום התת-קרקעי".
המאמר משנת 1993 מציג גם כיצד התזה של גולד מרחיבה אפשרויות למחקר אסטרוביולוגי: "ד"ר תומאס גולד, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת קורנל הידוע בתאוריות נועזות, שיער כי החיים התת-קרקעיים עשויים להיות נפוצים בקוסמוס, מבודדים מתחת לפני השטח של כוכבי הלכת והירחים ומקבלים אנרגיה מתהליכים גאולוגיים, בלא צורך בהתחממות הנובעת מקרינה של כוכבים סמוכים. הוא כתב ב-PNAS בשנה שעברה כי מערכת השמש עשויה לכלול לפחות 10 ביוספירות עמוקות. 'חיים כאלה עשויים להיות מופצים ביקום', אמר, 'מכיוון שגופים מסוג כוכבי הלכת עם תנאים תת-קרקעיים דומים עשויים להיות נפוצים כאובייקטים בודדים בחלל, כמו גם במערכות אחרות מסוג שמש'"
גולד פרסם גם ספר באותו שם, "הביוספרה החמה העמוקה" (The Deep Hot Biosphere), בשנת 1999, שהרחיב את הטיעונים ממאמרו משנת 1992 וכלל ספקולציות על מוצא החיים ועל העברה גנטית אופקית. לדברי גולד, חיידקים הניזונים מהנפט הם המקור לפסולת ביולוגית בדלקים פחמימנים, מה שמייתר את הצורך לנקוט בתיאוריה אורגנית על מקורם של האחרונים. זרמי הפחמימנים התת-קרקעיים עשויים להסביר מוזרויות בריכוז משקעים מינרליים אחרים. בקיצור, גולד אמר על מקורם של פחמימנים טבעיים (נפט וגז טבעי): "פחמימנים אינם עוברים עיבוד מחודש על ידי גאולוגיה (כפי שהדעה המסורתית קובעת), אלא גאולוגיה עוברת עיבוד מחודש על ידי הביולוגיה".
פרימן דייסון כתב את הקדמה לספרו של גולד מ-1999, שם סיכם: "התאוריות של גולד הן תמיד מקוריות, תמיד חשובות, לרוב שנויות במחלוקת - ובדרך כלל צודקות. אני מאמין, בהתבסס על חמישים שנות התבוננות בגולד כחבר ועמית, שביוספרה חמה עמוקה היא כל האמור לעיל: מקורית, חשובה, שנויה במחלוקת - ונכונה". (דייסון נשא הספד בטקס האזכרה של גולד, שקטע ממנו הנוגע לתאוריית הביוספרה העמוקה פורסם ב-YouTube).
לאחר מותו של גולד, תגליות מדעיות הגבירו את ההבנה של הביוספרה החמה העמוקה למה שכיום מכונה "ביוספרה עמוקה". מונח שגולד שטבע בספרו מ-1999 התקבל והוא תזכורת לשינוי תפיסת העולם שהוא דגל בו. המונח הוא "שוביניזם של פני השטח". גולד כתב: "בדיעבד, לא קשה להבין מדוע הקהילה המדעית חיפשה בדרך כלל בשמיים רק חיים על פני השטח. מדענים נעצרו על ידי מעין "שוביניזם של פני השטח"".
מורשת אקדמית.
לאורך הקריירה האקדמית שלו זכה גולד במספר פרסים וכיבודים. הוא היה עמית של החברה המלכותית לאסטרונומיה (1948), החברה המלכותית (1964), (1962), האקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים (1974), ו, חבר בחברה הפילוסופית האמריקאית (1972), האקדמיה הלאומית למדעים (ארצות הברית) (1974) ו, ועמית כבוד של טריניטי קולג', קיימברידג' (1986). בנוסף, כיהן כנשיא האגודה האסטרונומית בניו יורק בין השנים 1981 ל--1986. גולד זכה בפרס ג'ון פרדריק לואיס מטעם האגודה הפילוסופית האמריקאית בשנת 1972 על מאמרו "הטבע של שטח פני הירח: עדויות אחרונות" ו מטעם בשנת 1979. בשנת 1985 זכה גולד במדליית זהב של החברה המלכותית לאסטרונומיה היוקרתית. גולד לא זכה בתואר דוקטור, אך קיבל תואר דוקטור לשם כבוד למדעים מאוניברסיטת קיימברידג' בשנת 1969.
האסטרופיזיקאים ג'פרי ומרגרט ברבידג' ציינו כי גולד "היה אחד הפיזיקאים המצטיינים של זמנו" וכי "הרבגוניות שלו הייתה ללא תחרות". בהקדמה לספרו של גולד "הביוספירה החמה העמוקה", קבע הפיזיקאי התאורטי פרימן דייסון, "התאוריות של גולד תמיד מקוריות, תמיד חשובות, בדרך כלל שנויות במחלוקת - ובדרך כלל נכונות".