熱水噴出孔
地球の生命の起源については諸説あり、熱水噴出孔で無機物や有機物から生命が誕生したという仮説も提唱されている。日本の海洋研究開発機構(JAMSTEC)と理化学研究所は、熱水噴出孔の周囲で微弱な電流を確認し、これが生命を発生させる役割を果たした可能性があるとの研究結果を2017年5月に発表した。生命の熱水噴出孔起源説は、水(海水)による分解で、生命につながる複雑な有機物の合成が妨げられてしまうという「ウォーター(水の)パラドックス」が指摘されていたが、JAMSTECは2022年11月、二酸化炭素が液体または超臨界が有機物は取り込むものの水とほとんど混じらない状態で存在していることを沖縄トラフ海底で確認し、こうした環境が原始地球にもあり、それが生命発生の前段階の化学進化を促したとする「海底熱水-液体/超臨界CO2仮説」を提唱した。
生命の熱水噴出孔起源説に対してはウォーターパラドックスのほか、熱水の組成には生命の必須元素であるマグネシウムが欠落しているという反論もある。
2017年3月、地球上でおそらく最も古い生命体の形跡を報告した。この古代微生物は、カナダのケベック州のヌブアギトゥクベルトにある熱水噴出孔の沈殿物中から発見され、42億8000万年前に生息していた可能性があり、すなわち44億年前に海が形成されてから間もなく、そして45億4000万年前に地球が形成されてから間もなく存在していた微生物である可能性がある。
熱水噴出孔によってはチムニー(煙突)とよばれる円柱状の構造物を形成することがある。超高温の熱水に溶解している鉱物が0°Cに近い海水と接触すると、接触面で化学反応が進み生成物が析出・沈殿して、このようなチムニーができる。チムニー形成の初期段階は、鉱物の無水石膏の堆積から始まる。次に、銅や鉄、亜鉛などの硫化物が海水の境界面で析出してチムニーの隙間に沈殿し、時間の経過とともにチムニーの多孔性が低下する。今までの研究から、一日あたり30センチメートル (1 ft)程度も成長したチムニーが記録されている。チムニーの例としては、オレゴン州の沖合にある高さ40mで折れてしまった、通称『ゴジラ』と呼ばれるものが知られる。チムニーのなかには高さ60mに達するものもある。2007年4月のフィジー沿岸沖の深海ベントの調査では、これらのベントが溶存鉄の重要な供給源であることが判明している。
チムニー構造で黒色の熱水を噴出するものは、黒い煙を放出する煙突のように見えるため、ブラックスモーカーと呼ばれる。ブラックスモーカーは通常、海底帯(水深2,500-3,000 m)でよく見られるが、より浅層や深層でも発見されている。ブラックスモーカーは通常、地殻から熱水に溶け混んだ高レベルの硫黄含有ミネラルや硫化物を含む粒子を放出しており、水は400°C以上の高温に達することもある。