Phát sinh phi sinh học
Môi trường địa chất thích hợp > Miệng phun thủy nhiệt biển sâu

Lý thuyết về miệng thông hơi dưới đáy biển sâu, hay lỗ thông hơi thủy nhiệt kiềm, cho rằng sự sống có thể đã bắt đầu từ các lỗ thông hơi thủy nhiệt dưới biển, Martin và Russell đã đề xuất
rằng sự sống đã phát triển trong các kết tủa monosulfide sắt có cấu trúc trong một ụ thủy nhiệt tại vị trí thấm ở độ dốc oxy hóa khử, pH và nhiệt độ giữa chất lỏng thủy nhiệt giàu sulfide và nước chứa sắt (II) của đáy đại dương Hadean. Sự phát sinh tự nhiên, ngăn ba chiều được quan sát bên trong các kết tủa sulfide kim loại ở vị trí thấm hóa thạch cho thấy rằng những ngăn vô cơ này là tiền thân của thành tế bào và màng tế bào được tìm thấy ở sinh vật nhân sơ sống tự do. Khả năng đã biết của FeS và NiS để xúc tác quá trình tổng hợp acetyl-metylsulfide từ carbon monoxide và methylsulfide, các thành phần của chất lỏng thủy nhiệt, cho thấy rằng quá trình tổng hợp tiền sinh vật xảy ra ở bề mặt bên trong của các ngăn có vách kim loại-sulfide này...
Những dạng mà chất lỏng giàu hyđrô xuất hiện từ dưới đáy biển, như là kết quả của Serpentinit của siêu mafic olivin với nước biển và một bề mặt pH với đại dương giàu carbon dioxide. Các miệng phun tạo thành một nguồn năng lượng hóa học bền vững bắt nguồn từ các phản ứng oxy hóa khử, trong đó chất cho điện tử (hydro phân tử) phản ứng với chất nhận điện tử (carbon dioxide); xem lý thuyết thế giới sắt-lưu huỳnh. Đây là những phản ứng tỏa nhiệt.

Russell đã chứng minh rằng các miệng phun thủy nhiệt kiềm tạo ra một gradient hóa trị động lực proton abiogenic (PMF) trong đó các điều kiện lý tưởng cho một buồng ấp phát sinh sự sống phi sinh học. Các ngăn cực nhỏ của chúng "cung cấp một phương tiện tự nhiên để tập trung các phân tử hữu cơ," bao gồm các khoáng chất sắt-lưu huỳnh như mackinawite, tạo cho các tế bào khoáng chất này các đặc tính xúc tác mà Günter Wächtershäuser dự tính. Sự di chuyển của các ion qua màng phụ thuộc vào sự kết hợp của hai yếu tố:
Lực khuếch tán gây ra bởi gradient nồng độ – tất cả các hạt bao gồm các ion đều có xu hướng khuếch tán từ nơi có nồng độ cao hơn xuống thấp hơn.
Lực tĩnh điện gây ra bởi gradien điện thế – các cation như proton H+ có xu hướng khuếch tán xuống điện thế, các anion theo hướng ngược lại.
Hai gradient này kết hợp với nhau có thể được biểu thị như một gradient điện hóa, cung cấp năng lượng cho quá trình tổng hợp phát sinh sự sống phi học. Động lực proton có thể được mô tả như là thước đo của thế năng được lưu trữ dưới dạng sự kết hợp của proton và gradient điện thế qua màng (sự khác biệt về nồng độ proton và thế điện).
Szostak gợi ý rằng hoạt động địa nhiệt mang lại nhiều cơ hội hơn cho sự hình thành của sự sống trong các hồ mở nơi tích tụ khoáng chất. Năm 2010, dựa trên phân tích quang phổ của nước biển và nước khoáng nóng, Ignat Ignatov và Oleg Mosin đã chứng minh rằng sự sống có thể chủ yếu bắt nguồn từ nước khoáng nóng. Nước khoáng nóng có chứa các ion hydrocarbonat và canxi có phạm vi tối ưu nhất. Trường hợp này tương tự với nguồn gốc của sự sống trong các miệng phun thủy nhiệt, nhưng với các ion hydrocarbonat và canxi trong nước nóng. Nghiên cứu với các phân tích quang phổ được thực hiện ở Rupite, Bulgaria, với nước khoáng nóng có các ion canxi và hydrocarbonat, Anoxybacillus ruparies sp., vi khuẩn, vi khuẩn cổ và vi khuẩn lam Nước khoáng có độ pH từ 9–11. các phản ứng trong nước biển. Theo Melvin Calvin, một số phản ứng ngưng tụ-khử nước của các amino acid và nucleotit trong các khối peptide và acid nucleic riêng lẻ có thể diễn ra trong thủy quyển sơ cấp có độ pH 9–11 ở giai đoạn tiến hóa muộn hơn. Một số hợp chất này như acid hydrocyanic (HCN) đã được chứng minh trong các thí nghiệm của Miller. Đây là môi trường mà đá thạch nhũ đã được tạo ra. David Ward của Đại học Bang Montana đã mô tả sự hình thành của đá thạch nhũ trong nước khoáng nóng tại Công viên Quốc gia Yellowstone. Stromatolite tồn tại trong nước khoáng nóng và gần các khu vực có hoạt động núi lửa. Các quá trình đã phát triển ở vùng biển gần các mạch nước khoáng nóng. Năm 2011, Tadashi Sugawara từ Đại học Tokyo đã tạo ra một tế bào nguyên mẫu trong nước nóng.
Nghiên cứu thực nghiệm và mô hình hóa máy tính cho thấy rằng bề mặt của các phần tử khoáng bên trong miệng phun thủy nhiệt có các đặc tính xúc tác tương tự như của các enzym và có thể tạo ra các phân tử hữu cơ đơn giản, chẳng hạn như metanol (CH3OH) và acid fomic, axetic và pyruvic từ hòa tan CO2 trong nước nếu được phát động bởi điện áp đặt hoặc do phản ứng với H2 hoặc H2S.
Nghiên cứu được Martin báo cáo ở trên vào năm 2016 ủng hộ luận điểm rằng sự sống nảy sinh tại các miệng phun thủy nhiệt, rằng hóa học tự phát trong vỏ Trái Đất được thúc đẩy bởi tương tác đá và nước ở trạng thái không cân bằng nhiệt động lực học làm cơ sở cho nguồn gốc của sự sống và rằng các dòng khởi nguyên của vi khuẩn cổ và vi khuẩn là sinh vật tự dưỡng phụ thuộc H2 có sử dụng CO2 làm chất nhận điện tử cuối cùng của chúng trong quá trình chuyển hóa năng lượng. Martin gợi ý, dựa trên bằng chứng này rằng LUCA "có thể đã phụ thuộc rất nhiều vào năng lượng địa nhiệt của miệng thủy nhiệt để tồn tại".