В 1949 году в Красном море были обнаружены выбросы аномально горячих рассолов. В 1960-х годах был предложен механизм, в котором им отводилась основная роль в образовании рудных гнёзд. Но только в 1977 году во время погружения батискафа «DSV-2 Alvin» удалось визуально наблюдать на морском дне выбросы перегретой воды возле Галапагосских островов. На глубине нескольких тысяч метров тогда были обнаружены гидротермы с фонтанами перегретой до 350—400 градусов по Цельсию воды. За тёмный цвет выделений их прозвали Чёрными курильщиками.
Обычно гидротермальные жерла располагаются около активных вулканических образований. Там, где формируется новая земная кора, на окраинах литосферных плит и в горячих точках. Они служат источниками высокоминерализованной воды выбрасываемой из земных глубин под давлением в сотни атмосфер. Под срединными хребтами земная мантия подходит наиболее близко к поверхности и по трещинам морская вода глубоко проникает в океаническую кору где нагревается. Внутреннее давление перегретой воды приводит к выбросу высокоминерализованных струй из трещин над магматическими камерами. Вокруг геотермальных жерл формируются твёрдые образования в виде башен высотой в десятки метров.
На планете обнаружено около двухсот районов сосредоточения Черных курильщиков. Они есть на дне Красного моря, в Атлантике, в районе Антарктиды и других местах. Благодаря гидротермам образованы различные месторождения полезных ископаемых – железа, золота, кобальта, меди и редкоземельных металлов. Суммарный вклад в тепловой баланс планеты подводных гидротермальных источников составляет около двадцати процентов от всего выделяемого геотермального тепла.
Многие экосистемы существуют во многом благодаря подводной вулканической деятельности. Вулканы создают гидротермальные струи с температурой воды нескольких сотен градусов, но из-за огромного давления она не превращается в пар. В них содержится большое количество растворенных химических веществ необходимых для живых существ.