Grande Oxydation

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Évolution de la concentration en dioxygène de l'atmosphère terrestre (limite haute en rouge, basse en vert). Échelle horizontale : âge en milliards d'années.
Phase	Période (Ga)	Caractéristiques
1	3,85–2,45	Pas de production de dioxygène.
2	2,45–1,85	La production de dioxygène est absorbée par les océans et les fonds marins.
3	1,85–0,85	Les océans dégagent du dioxygène mais il est absorbé par les terres. Constitution de la couche d'ozone.
4 et 5	0,85–0,54 0,54–présent	Les puits d'oxygène sont saturés et le dioxygène s'accumule dans l'atmosphère.

La Grande Oxydation ou Grande Oxygénation^[1] (Great Oxygenation Event en anglais, ou GOE), également appelée catastrophe de l'oxygène ou crise de l'oxygène, est un événement majeur qui s'est produit dans l'atmosphère terrestre, les eaux de surface et la biosphère il y a environ 2,4 à 2 milliards d'années (Ga), au Paléoprotérozoïque : le dioxygène, ou oxygène libre (non combiné à d'autres éléments comme dans CO₂), est devenu un constituant notable de l'atmosphère, il s'est accumulé à l'état dissous dans les eaux, une majeure partie des sols se sont oxydés, et les organismes vivants ont dû s'adapter à ces nouvelles conditions^[2],[3].

Le dioxygène, libéré dans l'eau de mer par le métabolisme des organismes photosynthétiques (principalement les cyanobactéries), a d'abord réagi avec les composés réducteurs présents en surface (méthane CH₄, sels et minéraux ferreux). Il a commencé à s'accumuler quand ces « puits de l'oxygène » sont venus à saturation. L'oxygène libre était probablement un poison pour les premiers organismes vivants, comme il l'est encore aujourd'hui pour une majeure partie des organismes anaérobies : ils ont d'abord dû développer des mécanismes pour s'en protéger, ensuite sont apparus des organismes aérobies — aujourd'hui majoritaires — pour lesquels le dioxygène est devenu indispensable (respiration). Les organismes photosynthétiques ont également dû adapter leur métabolisme car le dioxygène diminue l'efficacité de la Rubisco, l'enzyme-clé de la photosynthèse. La Grande Oxydation n'est donc pas qu'un événement chimique affectant la surface terrestre, c'est aussi une crise écologique majeure, sans doute la première de l'histoire du vivant.