Кратко: Великое кислородное событие (Great Oxygenation Event, GOE) — постепенный (с геологической точки зрения довольно быстрый) рост содержания свободного O2 в атмосфере Земли ≈ 2.4–2.2 млрд лет назад. Это было следствием биологических и геохимических изменений, привело к глубоким сдвигам в климате, океанской и наземной химии и стало одним из ключевых факторов, подготовивших почву для эволюции сложной жизни. Ниже — развернутое, но сжатое объяснение возможных причин и последствий.

1) Как и почему O2 начал накапливаться — основные механизмы

Источник O2 — фотосинтезирующие микроорганизмы (оксигенные цианобактерии). Их появление и распространение обеспечило постоянный приток O2 в поверхностные воды и атмосферу.Почему O2 стал накапливаться именно тогда (баланс производство − поглощение):
До накопления O2 избыток восстановленных веществ (растворённое железо Fe2+, сульфиды, восстановительные газы от вулканизма: H2, H2S, CH4 и т. п.) «поглощал» кислород, возвращая его в соединённую форму.Сдвиг произошёл, когда темпы производства O2 превысили доступные восстановители. Ключевые факторы:Массовое развитие фотосинтезающих биопленок и первичной продукции в мелководьях → увеличенный приток органического углерода.Эффективное захоронение органического углерода и пирита (FeS2) — при захоронении восстановлённого углерода и серы в осадках меньше восстановителей остаётся для «поглощения» O2, что означает чистый выброс O2 в атмосферу.Снижение потоков восстановительных вулканических газов (геологические/тектонические изменения) уменьшило химические поглотители.Окисление большой массы растворённого железа (образование BIF — полосатых железистых кварцевых пород) «съело» часть O2, но к моменту прекращения отложений BIF часть восстановителей исчерпана.Побочный фактор: фотолиз метана и водорода в верхней атмосфере с последующим уходом H в космос (hydrogen escape) приводит к длительной глобальной окисленности планеты.Важная роль геохимического кругооборота питательных веществ: доставка фосфора и других нутриентов (за счёт повышенной выветриваемости континентов) могла повысить биопродуктивность и тем самым производство O2.

2) Геохимические и палеопродуктивные свидетельства GOE

Пропадание сигнатуры массово-неуравновешенного сульфурного изотопного фракционирования (S-MIF) примерно ≈2.45 Ga — сигнал того, что атмосфера перестала быть сильно восстановительной и появился O2, который блокирует условия для S-MIF.Конец активного образования BIF и появление «красных пород» (ox/red beds) на суше — свидетельство окисления континентальных поверхностей.Увеличение сульфатов в океанах, изменения в углеродных изотопах, свидетельства масштабных ледниковых событий (Huronian glaciation) в то же время.

3) Климатические последствия

Уменьшение атмосферы метана: в аноксичной ранней атмосфере метан был мощным парниковым газом; рост O2 привёл к окислению CH4 → резкое снижение парникового эффекта и возможные глобальные похолодания — ассоциируется с Huronian «снежным»/ледниковыми эпохами.Изменение атмосферы и океанской химии (увеличение SO4²−, меньше растворённого Fe2+) повлияло на радиационный баланс и биогеохимические циклы.Появление озонового слоя (O3) вследствие O2 обеспечило защиту от ультрафиолета, что облегчило выход организмов в поверхностные воды и на сушу.

4) Биологические последствия и влияние на эволюцию многоклеточных
Положительные эффекты:

Энергетический выигрыш: аэробное дыхание даёт значительно больше АТФ на единицу органического вещества, чем ферментация; это поддерживает более высокий метаболизм, активность, большую клеточную/организменную сложность и размеры.Условия для появления и успешного существования эукариот: наличие O2 и появление митохондрий (эндосимбиоз прокариота с аэробным протеобактерием) дали энергию, необходимую для больших клеток, сложных геномов и компартментализации.Связь с возникновением многоклеточности: O2 необходим для синтеза сложных внеклеточных матриц (например, коллаген в животных требует O2 для гидроксилирования пролина), для производства стероидов/сигнальных молекул и для клеточной дифференцировки; многие гены и сигнальные пути зависят от redox-сигналов.Новые экологические ниши: аэробы и оппортунисты заняли новые ниши, возникли хищничество, сложные пищевые сети — это стимулировало ускорение эволюционной «гонки вооружений».

Негативные/стрессовые эффекты:

O2 токсичен для многих анаэробов — массовые вымирания анаэробных сообществ и изменение состава биосферы.Появление окислительного стресса → отбор на развитие антиоксидантных систем (каталаза, супероксиддисмутаза и др.), систем репарации ДНК.Изменение нутриентных циклов (сера, железо, фосфор) перестроило пищевые сети.

Ограничения и временные рамки влияния на многоклеточность:

GOE резко поднял O2, но, по большинству оценок, атмосфера не достигла современных уровней — скорее доли от современного уровня (PAL). Для развития больших, активных метазоев, вероятно, потребовалось дальнейшее повышение O2 (Neoproterozoic Oxygenation Event ≈800–540 Ma), что коррелирует с кембрийским взрывом многообразия животных.Многие ключевые черты многоклеточности (колониальная жизнь, клеточная адгезия, дифференцировка) могли возникать в локальных «кислородных оазисах» задолго до глобального повышения.

5) Обратные и сопутствующие геосистемные эффекты

Захоронение органического углерода и образование окисленных минералов изменили состав океанов и атмосферы на миллионы лет.Эволюция новых метаболизмов (сульфатредукция, хемолитотрофия и др.) в ответ на изменившиеся геохимические условия.Постепенная трансформация биосфера: от доминирования анаэробных хемотрофов/фототрофов к экосистемам, где органический углерод и энергия перерабатываются аэробами.

6) Наблюдения, неясности и современные гипотезы

GOE — это не одноразовый мгновенный скачок, а серия событий и колебаний: уровни O2 могли колебаться, имели локальные окислительные «оазисы» в океане задолго до постоянного глобального накопления.Что именно ограничивало или запускало захоронение органического углерода и снижение вулканических восстановителей — предмет обсуждения: роль тектоники, выветривания континентов, эволюции биотических сообществ и т.д.Точная связь между GOE и происхождением эукариот/многоклеточности остаётся предметом дебатов: одни данные указывают на древние эукариоты до GOE, другие — на постепенное усиление роли O2 в их распространении и усложнении.

7) Резюме — основные тезисы

Причины GOE: появление и распространение оксигенного фотосинтеза + изменение баланса между производством O2 и геохимическими поглотителями (Fe2+, H2S, вулканические газы) + факторы, повышавшие захоронение восстановлённого углерода и уменьшавшие поглотители.Последствия: глубокая перестройка атмосферы и океанов (BIF, исчезновение S‑MIF, красные породы), климатические похолодания через снижение CH4, появление озонового слоя.Для биологии: массовая гибель анаэробов, эволюция аэробных метаболизмов и антиоксидантных систем, создание условий для энергетически затратных форм жизни (евкариоты, позднее многоклеточные). Однако крупная и разнообразная многоклеточность требует не одного GOE, а последовательности подвижек с дальнейшим увеличением O2 в позднейшей истории Земли.

Если хотите, могу:

Привести хронологию связанных событий (точные даты и геологические свидетельства).Описать ключевые геохимические прокси (S‑MIF, BIF, δ13C, Fe‑speciation) подробнее.Рассмотреть влияние GOE на конкретные группы организмов (археи, бактерии, ранние эукариоты, животные).