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Grotte Chauvet, bébé mammouth, linceul de Turin... Six datations au carbone 14

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Des employés du Musée d'histoire naturelle de Vienne déballent Khroma, un bébé mammouth découvert en 2014. Le 5 novembre 2014
Des employés du Musée d'histoire naturelle de Vienne déballent Khroma, un bébé mammouth découvert en 2014. Le 5 novembre 2014
© AFP - HANS KLAUS TECHT / APA-PICTUREDESK

Tout organisme vivant comprend un taux de radiocarbone qui décroît après la mort, et permet d'attribuer un âge à l'organisme en question, même des dizaines de milliers d'années plus tard. Voici six exemples pour comprendre comment cette méthode a fait progresser la science et l'archéologie.

La méthode de datation au carbone 14 fête ses 80 ans ! Si le concept peut paraître un peu scientifico-abstrait, ses applications ont permis des avancées tangibles dans le domaine de l'archéologie, de la paléoanthropologie, et des sciences de la Terre, notamment. On vous le prouve ici, en six découvertes, de la grotte de Chauvet au linceul de Turin, sans oublier une très vieille petite femelle mammouth issue des glaces sibériennes.

Vous, comme tout organisme vivant, êtes très faiblement radioactif à cause de vos interactions permanentes avec l'atmosphère. Lorsque la mort survient, ces échanges cessent et le carbone organique commence à se désintégrer lentement, diminuant de 50% toutes les 5 730 ans. La méthode de datation au carbone 14 permet donc de déterminer, avec une faible marge d'erreur, l'âge de la mort de l'organisme, pour peu que celui-ci soit âgé de moins de 50 000 ans. Elle ne peut donc logiquement pas concerner la matière minérale.

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C'est dans les années 50 que le physicien et chimiste américain Willard Frank Libby développa cette méthode, basant ses expériences sur des échantillons de bois provenant de tombes égyptiennes. Ses travaux furent couronnés par le prix Nobel de chimie en 1960.

Grotte Chauvet : un art si beau que les scientifiques ont douté de son âge (33 000 ans !)

Une peinture dans la grotte Chauvet, 32 000-30 000 av. J.-C.
Une peinture dans la grotte Chauvet, 32 000-30 000 av. J.-C.
© Getty - Fine Art Images / Heritage Images

Rhinocéros, panthères, chevaux, ours... voici un échantillon de la faune dessinée par nos ancêtres préhistoriques sur les parois de la grotte Chauvet. Grâce à des dizaines de datation au carbone 14 concordantes, réalisées sur des charbons de bois présents dans les peintures et sur des os d'animaux fossilisés trouvés sur place, il a été possible de déterminer leur âge : il s'est avéré que ces représentations avaient près de 33 000 ans, soit près de deux fois plus que celles de la grotte de Lascaux - qui datent "seulement" du Magdalénien, il y a 17 000 ans. 

Une information si incroyable qu'elle fut un temps mise en doute par plusieurs membres de la communauté scientifique, qui refusaient de croire que des hommes ayant vécu il y a trente millénaires aient pu si bien maîtriser le dessin. Aujourd'hui, nul ne remet plus en cause ces dates.

Dans une émission du "Salon noir" consacrée à la première dame de l'art pariétal, le préhistorien Yannick Le Guillou indiquait même que certaines décorations de la grotte étaient encore plus anciennes :

Nous avons la certitude que cette phase de décoration datant d’il y a 33 000 ans n’est pas la phase de décoration la plus ancienne de la grotte Chauvet, et ça c’est quelque chose qui a été très peu écrit. Nous savons qu’il y a eu au moins deux phases de décoration plus anciennes. Entre elles et la phase de 33 000 ans, des événements se sont produits dans la grotte, des animaux ont circulé, ont abîmé les parois, et des phénomènes de décomposition des parois se sont produits...

La grotte Chauvet et la première dame de l'art pariétal_Le salon noir, 30/12/2009

28 min

Une datation sur les isotopes cosmogéniques a aussi permis de démontrer que l’entrée de la grotte s’est effondrée aux alentours de - 22 000 ans (la datation a été faite à partir de la surface de la paroi détachée, jusque-là privée de rayonnements cosmiques), privant définitivement l'homme de l'accès à celle-ci, et préservant ces chefs-d'oeuvre.

Les mégalithes de Bretagne : vieilles vieilles pierres

Façade du cairn primaire de l'île Carn. Vue prise du Nord. De droite à gauche : l'entrée du dolmen nord, celle du dolmen central et l'on devine celle du dolmen sud. 2103
Façade du cairn primaire de l'île Carn. Vue prise du Nord. De droite à gauche : l'entrée du dolmen nord, celle du dolmen central et l'on devine celle du dolmen sud. 2103
- Uuetenava, Wikipédia

Des dolmens, des menhirs, des tumulus (tertre élevé au dessus d'une sépulture), des cairns (monticules)... nous voici en Bretagne, parmi les mégalithes. Comment dater ces monuments, a fortiori avec la méthode au carbone 14, qui ne fonctionne que sur les matières organiques ? En 1997, le physicien et climatologue Jacques Labeyrie apportait la réponse sur France Culture, dans l'émission "Les Grandes avenues de la science moderne" :

Prenons un dolmen de l’île Carn, dans le Finistère, dans un petit village qui s’appelle Ploudalmézeau. Il y avait du bois à l’intérieur de ce dolmen, issu d’un meuble funéraire en chêne daté à 5 300 ans. Peut-être était-il déjà un peu vieux lorsqu’il a servi à faire le meuble funéraire, et peut être est-ce le cœur de l’arbre qui a été daté... Toujours est-il que d’autres tumuli nous ont donné des dates très anciennes, de l’ordre de 5 000 ans, comme par exemple le tumulus Saint-Michel à Carnac. Il y a aussi des foyers sur les plages, datés à 5 500 ans. Autrement dit, la Bretagne était déjà peuplée de gens qui savaient faire pas mal de choses il y a déjà 5 000 ans !

Les grandes méthodes de la datation, 2_ Les grandes avenues de la science moderne, 28/01/1997

29 min

Ce dolmen central fut d'ailleurs le premier à être daté au carbone 14, en 1959, et la révélation de son âge avait là aussi ébahi la communauté scientifique, qui pensait ces constructions bien plus récentes.

Une cinquantaine de datations ont été réalisées, dévoilant que le mégalithique avait connu son âge d'or vers - 4 000. C'est seulement vers - 500 que les mégalithes disparaissent au profit de souterrains correspondant à l'âge du fer.

Quand la datation au carbone 14 se casse les dents sur la momie d'un bébé mammouth

Des employés du Musée d'histoire naturelle de Vienne déballent le 05 novembre 2014 la momie congelée de 45 000 ans de la femelle mammouth appelée "Khroma"
Des employés du Musée d'histoire naturelle de Vienne déballent le 05 novembre 2014 la momie congelée de 45 000 ans de la femelle mammouth appelée "Khroma"
© AFP - HANS KLAUS TECHT / APA-PICTUREDESK

Elle s'appelle Khroma, comme la rivière au bord de laquelle elle a été découverte en 2009 dans les glaces de Yakoutie, dans le Grand Nord sibérien, par un chasseur-pêcheur iakoute. Un cas pour lequel le carbone 14 n'a rien pu faire : l'échec de la datation a en effet juste pu prouver que cette petite femelle mammouth, sixième bébé du genre extrait du sol, était morte il y a plus de 50 000 ans... peut-être 100 000 ! Malgré ce que pourrait laisser croire son bon état de conservation - si l'on excepte la colonne vertébrale brisée, et la trompe en partie dévorée par les renards, et malgré le fait que ses prémolaires et défenses de lait n'aient pas eu le temps de pousser avant sa mort (l'animal avait dans l'estomac une pâte pareille à du lait concentré sucré), Khroma est donc le plus vieux bébé mammouth du monde.

En août 2010, France Inter consacrait son "Zoom de la rédaction" à l'exploration des entrailles de Khroma. Frédéric Lacombat, le paléontologue du musée Crozatier du Puy-en-Velay qui expose la petite femelle mammouth, y intervenait notamment :

Khroma va nous dire plein de choses. On va avoir accès à quelque chose qu'on ne connaît pas. Elle est la clef qui ouvre une porte vers un monde qui a disparu et dont on va pouvoir reconstruire tout l'écosystème, l'environnement, la population. Vu l'état de la conservation, l'ADN doit être conservé...

Explorons les entrailles d'un bébé mammouth_Zoom de la rédaction, 31/08/2010

4 min

Les stalagmites, ça remonte

Salle Joly de l'Aven d'Orgnac, en Ardèche.
Salle Joly de l'Aven d'Orgnac, en Ardèche.
- Benh LIEU SONG, Wikipédia,CC BY-SA 3.0

L'aven Orgnac est une grotte de l'Ardèche mise à jour en 1935 par le spéléologue Robert de Joly. Trente ans plus tard, trois nouvelles salles, elles aussi remarquables pour leur volume, étaient découvertes à leur tour. La datation au carbone 14 sur l'une des stalagmites remarquables du lieu, mesurant 2 mètres 06, a indiqué qu'elle avait commencé à "pousser" il y a 6 480 ans : "_Les premières gouttes tombant et abandonnant du calcaire se sont déposées à cette époque et la stalagmite a continué à monter tout droit comme un cierg_e", expliquait encore Jacques Labeyrie dans "Les Grandes avenues de la science moderne" en 1997.

La stalagmite en question continue de croître, même si sa vitesse de pousse est aujourd'hui très réduite :

Elle pousse de 20 mm par siècle. Il y a 4 000 ans, elle poussait à une plus grande vitesse, de 90 mm par cent ans. L’eau était peut-être un peu plus acide et dissolvait davantage le gaz carbonique, ou alors il y avait un peu plus de courants d’air dans la grotte, ce qui fait que le CO2 dans l’air était moins abondant, donc il y avait un déplacement au moment de la chute de la goutte qui faisait que davantage de calcaire se déposait… La vitesse moyenne est de 32 mm par cent ans, vitesse très voisine de beaucoup d’autres qui ont été mesurées un peu partout.

Ce temps où le Sahara était peuplé et verdoyant

Peinture rupestre, grotte de Manda Guéli à Ennedi au Tchad, datant de la période 2000 à 500 av. J,-C.
Peinture rupestre, grotte de Manda Guéli à Ennedi au Tchad, datant de la période 2000 à 500 av. J,-C.
- David Stanley, CC BY 2.0

Le saviez-vous ? ll fut un temps où le Sahara était peuplé de nombreuses populations, recouvert de prairies infinies où paissaient de paisibles troupeaux. En effet, entre - 40 000 et - 10 000, la région centrale semblait être une suite de grands lacs, comme le prouvent d'importants dépôts lacustres dans la grande cuvette du Tchad, et notamment vers le nord-est du pays. C'est ce que détaillait encore Jacques Labeyrie dans "Les grandes avenues de la science moderne" : 

Le Sahara ressemblait à la région des grands lacs au nord des Etats-Unis. Ça a duré encore longtemps après la disparition de ces lacs puisqu’entre 7 000 et 6 000 avant maintenant, nous trouvons des populations importantes dans les pourtours de tous les massifs montagneux centraux du Sahara. Par exemple au Hoggar, au Tassili n’Ajjer, au Ténéré, nous trouvons souvent associées à de remarquables peintures pariétales des représentations d'hommes marchant à côté d’immenses troupeaux de bœufs. 

Les explorateurs ont trouvé des ossements de bœufs mélangés à du charbon de bois qui a probablement servi à faire cuire la viande, au pied même de ces peintures, ce qui tend à prouver que les artistes et les mangeurs de bœufs étaient les mêmes personnes. La datation au carbone 14 a permis de déterminer qu'ils avaient vécu vers -7 000, - 6 500 ; et tous les massifs montagneux du Sahara étaient, semble-t-il, peuplés : "Est-ce que les plaines l’étaient encore ? C’est probable mais pour l’instant nous n’avons pas encore retrouvé de restes, ils ont sans doute été dévastés par le vent, contrairement à ceux qu'on a pu retrouver dans les anfractuosités, les cavernes…"

Le suaire de Turin : relique ou arnaque ?

Le Linceul de Turin photographié par Giuseppe Enrie en 1931
Le Linceul de Turin photographié par Giuseppe Enrie en 1931

"Relique la plus inestimable qui soit ou supercherie la plus sidérante qu’on puisse imaginer ?" questionnait François Angelier dans l'émission "La Malle des Indes" en 1997. Connu historiquement depuis son apparition en France aux alentours des années 1357, le suaire de Turin est une pièce de lin censée avoir enveloppé le corps du Christ après sa mort.

Le Saint Suaire de Turin_La malle des Indes, 29/07/1997

48 min

Même si les documents (vrais comme faux) abondent à son sujet, difficile de retracer le parcours de cette pièce, tant l'histoire se mêle à la légende. Avant le XIVe siècle, il aurait été caché en Macédoine, serait passé par Constantinople, par la cathédrale de Besançon. Au XIVe siècle seulement, la fiction laisse place à l'histoire : il passe d'une famille noble à la collégiale de Lirey, en Champagne. Mais son authenticité, déjà, est contestée.

Des siècles plus tard, en 1988, l’Eglise confie à un laboratoire anglais l’analyse du suaire au carbone 14. Stupeur : on découvre alors qu’il ne serait pas du tout de 33 après Jésus-Christ, mais qu'il trouverait son origine au Moyen Âge. Ce que commentait Anne-Laure Courage, ingénieure à l'Institut d'optique d'Orsay, dans l'émission de François Angelier : "Il y a eu un retentissement médiatique extraordinaire. Trois laboratoires avaient été chargés de cette datation au carbone 14, et chose extraordinaire, on déclare qu’il s’agit d’un faux, et d’un faux médiéval. Naturellement il y a eu tout un tas de contestations après. Beaucoup d’études ont été refaites. Et finalement aujourd’hui, si les études ont été contestées, on ne sait pas ce qui a pu se passer."

Une chose est sûre : les laboratoires n'ont pas pu se tromper tous les trois, surtout à l'échelle d'un si grand nombre de siècles. Plusieurs hypothèses ont été avancées, expliquait encore l'ingénieur :

On s’est dit que l’incendie de 1532 [au château des ducs de Savoie à Chambéry, NDR] avait porté le suaire à très haute température, et une hypothèse dit que ça aurait pu provoquer un enrichissement en carbone 14. L’hypothèse est controversée. Autre hypothèse : une espèce de champignon aurait pu se déposer récemment sur le drap, faussant ainsi la datation. Enfin, on a avancé toutes sortes de contaminations. Car une datation au carbone 14 n’est valable qu’à partir du moment où l’échantillon est tout à fait fiable, et il est certain que le suaire a été énormément manipulé au cours de l’histoire. 

L'enquête reste ouverte.