För första gången har forskare exakt bestämt åldern på förhistoriska målningar inuti Font-de-Gaume, en berömd dekorerad grotta nära Les Eyzies i Dordogne (sydvästra Frankrike). De nya rönen ger fasta datum för två svarta bilder, en bison och en maskliknande figur, och avslöjar att delar av konstverket skapades under vitt skilda perioder. Resultaten kan ge arkeologer ett kraftfullt nytt sätt att rekonstruera när människor gick in i dekorerade grottor, gjorde målningar och återvände för att ändra eller lägga till dem.

Dordogne är hem för några av de mest kända förhistoriska konstverken i Europa, inklusive målningarna i Lascaux. Men att exakt bestämma när många av dessa bilder skapades har förblivit extremt svårt. Kol-14-datering fungerar genom att mäta kol-14, en radioaktiv form av kol som gradvis försvinner efter att en organism dör. Eftersom kol är tillverkat av bränt organiskt material kan det ofta dateras med denna metod. Mineralpigment innehåller däremot vanligtvis inget kol och kan därför inte analyseras på samma sätt. Forskare hade länge trott att många svarta målningar i regionen var helt gjorda av järn- och manganoxider. Dessa naturligt förekommande mineraler kan producera mörka pigment, men de innehåller inte det organiska kol som behövs för kol-14-datering. Som ett resultat ansågs konstverket allmänt omöjligt att datera direkt. Men forskare hade aldrig slutgiltigt visat att pigmenten inte innehöll något kol alls.

För att undersöka saken analyserade forskarna den kemiska sammansättningen av två svarta figurer i Font-de-Gaume. Den ena föreställer en bison, medan den andra ofta beskrivs som en mask. Teamet använde Raman-mikrospektrometri och hyperspektral avbildning, två tekniker som kan identifiera material utan att nämnvärt skada konstverket. Raman-mikrospektrometri använder ljus för att undersöka hur molekyler vibrerar, vilket ger en kemisk signatur som kan hjälpa till att identifiera pigment och andra ämnen. Hyperspektral avbildning registrerar subtila skillnader i färg och reflekterat ljus vid varje punkt i en bild. Forskare kan använda dessa mätningar för att avgöra vilka föreningar som finns närvarande. Hyperspektral avbildning används ofta inom kulturarvsforskning eftersom den kan avslöja funktioner som är svåra eller omöjliga att se med blotta ögat. Den har också tillämpningar inom biomedicinsk vetenskap, jordbruk, miljöövervakning och astrofysik.

Båda metoderna avslöjade spår av kol i målningarnas svarta pigment. Kolet var jämnt fördelat genom de svarta linjerna i figurerna. Det mönstret var viktigt eftersom det indikerade att kolet var en del av det ursprungliga pigmentet snarare än kontaminering från senare graffiti, besökare eller turistaktivitet inne i grottan. När kolet hade bekräftats fick forskarna exceptionellt tillstånd att ta extremt små prover för kol-14-datering. Att analysera så begränsat material är tekniskt utmanande. Forskare måste samla in tillräckligt med kol för att få en tillförlitlig mätning samtidigt som de tar bort så lite som möjligt från den antika bilden.

Resultaten bekräftade att bisonen dateras till yngre paleolitikum, den senare delen av äldre stenåldern när anatomiskt moderna människor skapade många av Europas mest kända grottmålningar. Bisonen målades mellan 13 461 och 13 162 calBP. CalBP betyder Kalibrerat Före Nutid, där nutid konventionellt definieras som år 1950. Kol-14-mätningar måste kalibreras eftersom mängden kol-14 i atmosfären har förändrats över tiden. Dessa variationer kan påverkas av faktorer som solaktivitet och förändringar i jordens magnetfält. Det nya datumet placerar bisonen något senare än tidigare uppskattningar.

Masken gav ett ännu mer komplext resultat. Prover från separata delar av figuren gav tre olika intervall. En sektion daterades till mellan 8 993 och 8 590 calBP. En annan daterades till mellan 15 981 och 15 121 calBP, medan en tredje var