Po raz pierwszy naukowcy dokładnie określili wiek prehistorycznych malowideł wewnątrz Font-de-Gaume, słynnej zdobionej jaskini niedaleko Les Eyzies w Dordogne (południowo-zachodnia Francja). Nowe odkrycia dostarczają pewnych dat dla dwóch czarnych wizerunków: bizona i maskopodobnej figury, oraz ujawniają, że części dzieła powstały w znacznie oddzielonych od siebie okresach. Wyniki mogą dać archeologom potężne nowe narzędzie do rekonstrukcji, kiedy ludzie wchodzili do zdobionych jaskiń, tworzyli malowidła i wracali, aby je modyfikować lub dodawać nowe.

Dordogne jest domem dla jednych z najbardziej znanych prehistorycznych dzieł sztuki w Europie, w tym malowideł w Lascaux. Jednak dokładne określenie, kiedy powstało wiele z tych obrazów, pozostawało niezwykle trudne. Datowanie radiowęglowe działa poprzez pomiar węgla-14, radioaktywnej formy węgla, która stopniowo zanika po śmierci organizmu. Ponieważ węgiel drzewny jest wytwarzany ze spalonego materiału organicznego, często można go datować tą metodą. Minerały pigmentowe zazwyczaj nie zawierają węgla, więc nie mogą być analizowane w ten sam sposób. Naukowcy od dawna sądzili, że wiele czarnych malowideł w regionie zostało wykonanych wyłącznie z tlenków żelaza i manganu. Te naturalnie występujące minerały mogą dawać ciemne pigmenty, ale nie zawierają organicznego węgla potrzebnego do datowania radiowęglowego. W rezultacie uważano, że dzieła te są niemożliwe do bezpośredniego datowania. Jednak naukowcy nigdy ostatecznie nie udowodnili, że pigmenty nie zawierają w ogóle węgla.

Aby to zbadać, zespół przeanalizował skład chemiczny dwóch czarnych figur w Font-de-Gaume. Jedna przedstawia bizona, druga jest powszechnie opisywana jako maska. Zespół użył mikrospektrometrii Ramana i obrazowania hiperspektralnego, dwóch technik, które mogą identyfikować materiały bez widocznego uszkadzania dzieła. Mikrospektrometria Ramana wykorzystuje światło do badania drgań cząsteczek, dając chemiczny odcisk palca, który pomaga zidentyfikować pigmenty i inne substancje. Obrazowanie hiperspektralne rejestruje subtelne różnice w kolorze i odbitym świetle w każdym punkcie obrazu. Naukowcy mogą użyć tych pomiarów do określenia, które związki są obecne. Obrazowanie hiperspektralne jest szeroko stosowane w badaniach dziedzictwa kulturowego, ponieważ może ujawnić cechy trudne lub niemożliwe do zobaczenia gołym okiem. Ma również zastosowania w biomedycynie, rolnictwie, monitorowaniu środowiska i astrofizyce.

Obie metody ujawniły ślady węgla drzewnego w czarnym pigmencie malowideł. Węgiel był równomiernie rozmieszczony w czarnych liniach figur. Ten wzór był ważny, ponieważ wskazywał, że węgiel był częścią oryginalnego pigmentu, a nie zanieczyszczeniem pozostawionym przez późniejsze graffiti, odwiedzających lub działalność turystyczną wewnątrz jaskini. Po potwierdzeniu obecności węgla drzewnego naukowcy otrzymali wyjątkowe pozwolenie na pobranie bardzo małych próbek do datowania radiowęglowego. Analiza tak ograniczonego materiału jest technicznie trudna. Naukowcy muszą zebrać wystarczającą ilość węgla, aby uzyskać wiarygodny pomiar, jednocześnie usuwając jak najmniej z starożytnego obrazu.

Wyniki potwierdziły, że bizon pochodzi z górnego paleolitu, późniejszej części starszej epoki kamienia, kiedy anatomicznie współcześni ludzie stworzyli wiele najsłynniejszych malowideł jaskiniowych w Europie. Bizon został namalowany między 13 461 a 13 162 calBP. CalBP oznacza kalibrowane lata przed teraźniejszością, przy czym teraźniejszość umownie definiuje się jako rok 1950. Pomiary radiowęglowe muszą być kalibrowane, ponieważ ilość węgla-14 w atmosferze zmieniała się w czasie. Na te zmiany mogą wpływać czynniki takie jak aktywność słoneczna i zmiany pola magnetycznego Ziemi. Nowa data umieszcza bizona nieco później niż wcześniejsze szacunki.

Maska dała jeszcze bardziej złożony wynik. Próbki z oddzielnych części figury dały trzy różne zakresy. Jedna sekcja została datowana na między 8 993 a 8 590 calBP. Inna została datowana na między 15 981 a 15 121 calBP, podczas gdy trzecia była...