햇빛은 심해저에 전혀 도달하지 않지만, 열수 분출구와 냉수 분출구 주변에는 수많은 동물 군집이 번성하고 있습니다. 이들의 궁극적인 에너지원은 태양 에너지가 아닌 화학 에너지입니다. 미생물은 황화수소나 메탄과 같은 환원 화합물을 산화시키고, 이때 방출되는 에너지를 이용하여 유기물을 합성하는데, 이 과정을 화학합성이라고 합니다.

이러한 미생물들은 지역 먹이사슬의 기초를 형성합니다. 어떤 미생물들은 물이나 퇴적물 속에서 자유롭게 살아가고, 어떤 미생물들은 관벌레, 조개, 홍합 등의 숙주 안에서 공생 관계를 맺어 숙주에게 영양분을 공급합니다. 1977년 화학합성 생태계의 발견은 복잡한 생명체가 광합성을 필요로 하지 않는다는 것을 보여주었고, 지구상의 생명체 거주 가능 지역의 범위를 넓혔습니다.

화학합성은 산소 최소 구역이나 심층 지하 퇴적물과 같은 다른 암흑 환경에서도 일어납니다. 관련된 대사 경로는 매우 다양하며, 지속적으로 새로운 생화학적 통찰력을 제공하고 있습니다. 우주생물학에서 화학합성 시스템은 햇빛이 없는 행성에서 생명체가 어떻게 존재할 수 있는지에 대한 모델을 제시합니다.

• 화학에너지를 이용한 유기물 생산
• 열수 분출구와 해저 분출구의 생태계에 에너지를 공급합니다.
• 공생 미생물이 관련되는 경우가 많습니다.
• 지구 생물권의 알려진 범위를 확장합니다.