在過去的20多年間，科學家用鑽探的手段對大洋和大陸沉積物及岩石進行研究，揭示了地下深部真的存在一些生理和種群都非常複雜的微生物。它們存在於海底1千米以下和大陸3千米以下的地層中，大部分成員與地表生物圈中的微生物存在巨大差異。
看過法國作家凡爾納的《地心遊記》的人，一定會對神奇的地底世界念念不忘，也許還幻想過自己也能進行一次這樣的旅行。其實，真正的地底下並非如此。在地底下，隨著深度的增加，溫度會越來越高，壓力也會越來越大。一般來說，從地面往下，深度平均每增加1千米，溫度就會升高30℃；到35千米之下的地函層，溫度已高達約1000℃，壓強也從1.1吉帕上升到了23.8吉帕。此外，在暗無天日的地下深處，沒有陽光提供能量，在這種苛刻的環境下不用說是人了，幾乎任何生命都難以生存。
鑑於以上種種原因，人們長期以來一直認為地球上只有一個生物圈，它位於地球表面附近，由太陽輻射提供能量。然而，1992年美國康奈爾大學天文學家托馬斯·戈爾德發表了一篇文章，革命性地提出地殼中還存在一個深部熱生物圈，它位於地殼深部6～10千米處，以地球深層的化學能為能量來源。在過去的20多年間，科學家用鑽探的手段對大洋和大陸沉積物及岩石進行研究，揭示了地下深部真的存在一些生理和種群都非常複雜的微生物。它們存在於海底1千米以下和大陸3千米以下的地層中，大部分成員與地表生物圈中的微生物存在巨大差異。
2010年，在一項名為“聯合大洋鑽探計劃”的國際科學考察專案中，美國科學家在大西洋海底地殼1300多米深、溫度高達102℃的輝長岩層中發現了分佈廣泛的微生物群。這些細菌種群以甲烷和苯烴等碳氫化合物為食，與在油藏層發現的細菌類似。這是科學家首次在地殼輝長岩層中發現細菌生命，這項發現暗示生命可能存在更深處，甚至是地函中。2011年，研究人員在南非貝婭特麗克絲金礦3000米深的水中，發現一種魔鬼線蟲。在地下如此深的地方，溫度超過了40℃，水也因壓力大而含氧量極低，我們所熟悉的生物根本無法生存。魔鬼線蟲的身長最多約半毫米，以細菌為食，通過孤雌生殖方式進行繁殖。魔鬼線蟲這一名稱來自中世紀神話浮士德傳說中的魔鬼，意思是“不喜歡陽光的人”。這是科學家在地獄般的地底深處發現的第一種多細胞生物，對於研究宇宙生物學具有重要的價值。
目前，深部生物圈是一個充滿未知的世界，它們是如何形成和演化的？它們與地表生物群存在什麼樣的關係？這兩個生物群在演化上是否存在先後關係，兩者有何功能聯絡，是否存在遺傳物質交換……這些都有待科學家進一步探索。
