深部高温生物圏（Deep Hot Biosphere）とは、トーマス・ゴールドが1992年の論文と1999年の著書で提唱した仮説です。 地球の地殻深部（数km〜数十km）に、太陽光に依存しない広大な微生物圏が存在し、その規模は地上の生物圏に匹敵するかそれを超える可能性がある、というものです。
ゴールドの主な主張
- 位置と規模: 地殻の岩石の孔隙（pore spaces）に微生物が生息。温度が生命の限界（彼は約150℃程度と推測）を超えるまで、数km〜さらに深く（理論上300km程度まで）広がる。総バイオマスは地上+海洋の生物圏と同等かそれ以上。
- エネルギー源: 光合成ではなく、化学合成（chemosynthesis）。マントル深部から上昇する炭化水素（メタンなど）、水素（H₂）、硫化物などの化学物質を燃料とする。岩石自体との反応（例: 蛇紋岩化作用）もエネルギー供給。
- 生命の起源: この深部生物圏が地球上の生命の起源の場であり、地上の生物は後から適応した「枝葉」に過ぎない可能性。石油・天然ガスは主に生物起源ではなく原始的な無機起源（Deep Earth Gas Theory）で、これらが深部微生物の食料となり、生物マーカーが付与される。
- 他の惑星への示唆: 太陽系内外の天体にも同様の深部生物圏が存在する可能性。
- 分布と規模: 陸上・海洋の両方で普遍的に存在。海洋堆積物では海底下数km、陸上では大陸地殻で数km〜10km超。体積は海洋全体の約2倍に相当。地球上の細菌・古細菌の70%前後がここにいるとの推定（バイオマスとして地表の数倍〜数十倍の炭素量）。真核生物（菌類、線虫などの多細胞生物）も少数確認。
- 生存条件: 極限環境——高圧、高温（最高120℃超で代謝活性確認、Strain 121など）、低エネルギー、暗黒、無酸素。代謝速度は地表の100万分の1程度で、細胞分裂に数千年かかる個体も。酸素がほとんどない古い堆積物でも、99%以上の微生物が生きている例あり。
- エネルギー・代謝: H₂、CH₄、CO、硫化物、鉄・マンガンなどの岩石由来化学物質。蛇紋岩化（olivine + water → H₂生成）や放射線分解などが重要。光合成由来の有機物は浅部に限られ、深部は独立した化学合成生態系。
- 多様性: 未培養微生物が多数。古細菌・細菌が主流で、多様な代謝経路。
- 南太平洋ギレ（超oligotrophic海域）の海底下堆積物で、1億年超の堆積物から活性微生物。
- 南アフリカ金鉱や海底下玄武岩でH₂・メタン依存の微生物。
- 温度120℃超の深部堆積物で活発な代謝。
- グリーンランドの古い岩盤に75百万年前の微生物痕跡など。
- 生命がどこまで深く・高温で生存可能か（限界温度の議論）。
- 無機起源炭化水素の量と寄与度（大部分は生物起源が主流）。
- 生命起源や地球外生命（火星・エウロパなどの深部）への示唆。
- 地震や地殻化学循環への影響。