Pour la première fois, des scientifiques ont déterminé avec précision l'âge des peintures préhistoriques à l'intérieur de Font-de-Gaume, une grotte décorée célèbre près des Eyzies en Dordogne (sud-ouest de la France). Les nouvelles découvertes fournissent des dates fermes pour deux images noires, un bison et une figure de masque, et révèlent que certaines parties de l'œuvre ont été créées à des périodes très éloignées. Les résultats pourraient donner aux archéologues un nouveau moyen puissant de reconstruire quand les gens sont entrés dans les grottes décorées, ont fait des peintures et sont revenus pour les modifier ou les ajouter.

La Dordogne abrite certains des arts préhistoriques les plus célèbres d'Europe, y compris les peintures de Lascaux. Pourtant, déterminer exactement quand beaucoup de ces images ont été créées est resté extrêmement difficile. La datation au radiocarbone fonctionne en mesurant le carbone 14, une forme radioactive de carbone qui disparaît progressivement après la mort d'un organisme. Comme le charbon de bois est fabriqué à partir de matière organique brûlée, il peut souvent être daté par cette méthode. Les pigments minéraux, cependant, ne contiennent généralement pas de carbone et ne peuvent donc pas être analysés de la même manière. Les chercheurs croyaient depuis longtemps que de nombreuses peintures noires de la région étaient entièrement faites d'oxydes de fer et de manganèse. Ces minéraux naturels peuvent produire des pigments sombres, mais ils ne contiennent pas le carbone organique nécessaire à la datation au radiocarbone. En conséquence, l'œuvre était généralement considérée comme impossible à dater directement. Cependant, les scientifiques n'avaient jamais démontré de manière concluante que les pigments ne contenaient aucun carbone.

Pour enquêter, les chercheurs ont analysé la composition chimique de deux figures noires à Font-de-Gaume. L'une représente un bison, tandis que l'autre est communément décrite comme un masque. L'équipe a utilisé la microspectrométrie Raman et l'imagerie hyperspectrale, deux techniques qui peuvent identifier les matériaux sans endommager notablement l'œuvre. La microspectrométrie Raman utilise la lumière pour examiner comment les molécules vibrent, produisant une signature chimique qui peut aider à identifier les pigments et autres substances. L'imagerie hyperspectrale enregistre des différences subtiles de couleur et de lumière réfléchie à chaque point d'une image. Les scientifiques peuvent utiliser ces mesures pour déterminer quels composés sont présents. L'imagerie hyperspectrale est largement utilisée dans la recherche sur le patrimoine culturel car elle peut révéler des caractéristiques difficiles ou impossibles à voir à l'œil nu. Elle a également des applications en sciences biomédicales, en agriculture, en surveillance environnementale et en astrophysique.

Les deux méthodes ont révélé des traces de charbon de bois dans le pigment noir des peintures. Le charbon de bois était distribué de manière cohérente dans les lignes noires des figures. Ce motif était important car il indiquait que le carbone faisait partie du pigment original plutôt que d'une contamination laissée par des graffitis ultérieurs, des visiteurs ou une activité touristique à l'intérieur de la grotte. Une fois le charbon de bois confirmé, les chercheurs ont reçu une autorisation exceptionnelle pour prélever de très petits échantillons pour la datation au carbone 14. Analyser un matériau aussi limité est techniquement difficile. Les scientifiques doivent collecter suffisamment de carbone pour obtenir une mesure fiable tout en enlevant le moins possible de l'image ancienne.

Les résultats ont confirmé que le bison date du Paléolithique supérieur, la partie ultérieure de l'âge de pierre ancienne lorsque les humains anatomiquement modernes ont créé beaucoup des peintures rupestres les plus célèbres d'Europe. Le bison a été peint entre 13 461 et 13 162 calBP. CalBP signifie Calibré Avant le Présent, le présent étant conventionnellement défini comme l'année 1950. Les mesures au radiocarbone doivent être calibrées car la quantité de carbone 14 dans l'atmosphère a changé au fil du temps. Ces variations peuvent être influencées par des facteurs incluant l'activité solaire et les changements du champ magnétique terrestre. La nouvelle date place le bison légèrement plus tard que les estimations précédentes.

Le masque a produit un résultat encore plus complexe. Des échantillons de parties séparées de la figure ont donné trois plages différentes. Une section a été datée entre 8 993 et 8 590 calBP. Une autre a été datée entre 15 981 et 15 121 calBP, tandis qu'une troisième a été datée entre 14 315 et 13 871 calBP. Cela suggère que le masque a été modifié ou ajouté au fil de plusieurs millénaires, ce qui implique que l'art rupestre était un projet multigénérationnel.