Per la prima volta, gli scienziati hanno determinato con precisione l'età delle pitture preistoriche all'interno di Font-de-Gaume, una celebre grotta decorata vicino a Les Eyzies in Dordogna (Francia sud-occidentale). Le nuove scoperte forniscono date certe per due immagini nere, un bisonte e una figura simile a una maschera, e rivelano che parti dell'opera d'arte sono state create in periodi ampiamente separati. I risultati potrebbero dare agli archeologi un potente nuovo modo per ricostruire quando le persone entravano nelle grotte decorate, realizzavano pitture e tornavano per modificarle o aggiungervi elementi.

La Dordogna ospita alcune delle più note opere d'arte preistorica d'Europa, comprese le pitture di Lascaux. Tuttavia, determinare esattamente quando molte di queste immagini sono state create è rimasto estremamente difficile. La datazione al radiocarbonio funziona misurando il carbonio-14, una forma radioattiva di carbonio che scompare gradualmente dopo la morte di un organismo. Poiché il carbone è fatto di materiale organico bruciato, può spesso essere datato con questo metodo. I pigmenti minerali, invece, di solito non contengono carbonio e quindi non possono essere analizzati allo stesso modo. I ricercatori hanno a lungo creduto che molte pitture nere nella regione fossero fatte interamente di ossidi di ferro e manganese. Questi minerali naturali possono produrre pigmenti scuri, ma non contengono il carbonio organico necessario per la datazione al radiocarbonio. Di conseguenza, l'opera d'arte era generalmente considerata impossibile da datare direttamente. Tuttavia, gli scienziati non avevano mai dimostrato in modo conclusivo che i pigmenti non contenessero affatto carbonio.

Per indagare, i ricercatori hanno analizzato la composizione chimica di due figure nere a Font-de-Gaume. Una raffigura un bisonte, mentre l'altra è comunemente descritta come una maschera. Il team ha utilizzato la microspettrometria Raman e l'imaging iperspettrale, due tecniche che possono identificare i materiali senza danneggiare sensibilmente l'opera d'arte. La microspettrometria Raman usa la luce per esaminare come vibrano le molecole, producendo una firma chimica che può aiutare a identificare pigmenti e altre sostanze. L'imaging iperspettrale registra sottili differenze di colore e luce riflessa in ogni punto di un'immagine. Gli scienziati possono usare quelle misurazioni per determinare quali composti sono presenti. L'imaging iperspettrale è ampiamente usato nella ricerca sui beni culturali perché può rivelare caratteristiche difficili o impossibili da vedere a occhio nudo. Ha anche applicazioni in scienze biomediche, agricoltura, monitoraggio ambientale e astrofisica.

Entrambi i metodi hanno rivelato tracce di carbone nel pigmento nero delle pitture. Il carbone era distribuito uniformemente lungo le linee nere delle figure. Questo schema era importante perché indicava che il carbonio faceva parte del pigmento originale piuttosto che essere una contaminazione lasciata da graffiti successivi, visitatori o attività turistiche all'interno della grotta. Una volta confermato il carbone, i ricercatori hanno ricevuto un'autorizzazione eccezionale per prelevare campioni estremamente piccoli per la datazione al carbonio-14. Analizzare materiale così limitato è tecnicamente impegnativo. Gli scienziati devono raccogliere abbastanza carbonio per ottenere una misurazione affidabile rimuovendo il meno possibile dall'antica immagine.

I risultati hanno confermato che il bisonte risale al Paleolitico superiore, la parte più recente dell'antica età della pietra quando gli umani anatomicamente moderni crearono molte delle più famose pitture rupestri d'Europa. Il bisonte è stato dipinto tra 13.461 e 13.162 calBP. CalBP significa Calibrato Prima del Presente, con presente convenzionalmente definito come l'anno 1950. Le misurazioni del radiocarbonio devono essere calibrate perché la quantità di carbonio-14 nell'atmosfera è cambiata nel tempo. Queste variazioni possono essere influenzate da fattori come l'attività solare e i cambiamenti nel campo magnetico terrestre. La nuova data colloca il bisonte leggermente più tardi rispetto alle stime precedenti.

La maschera ha prodotto un risultato ancora più complesso. Campioni da parti separate della figura hanno dato tre intervalli diversi. Una sezione è stata datata tra 8.993 e 8.590 calBP. Un'altra è stata datata tra 15.981 e 15.121 calBP, mentre una terza è stata datata tra 13.849 e 13.318 calBP. Ciò significa che la maschera è stata realizzata in più fasi, con la parte più antica risalente a circa 16.000 anni fa e la più recente a circa 9.000 anni fa. In altre parole, l'arte rupestre era un progetto multigenerazionale.