Le Paléolithique ancien d’Europe

Le but de l’archéologie préhistorique est de connaître les hommes de la préhistoire, leur comportement de subsistance, leur mode de vie et leur adaptation toujours renouvelée à l’environnement Toujours strictement dans le cadre de ce qui nous est archéologiquement accessible

Grâce à de nombreuses sciences et techniques, géologie du Quaternaire, paléoanthropologie, archéozoologie, archéobotanique (pollens, graînes, charbons de bois), etc.

Photographie P.-E. Moullé in (Lordkipanidze D., Gagnepain J., 2003) Photographie J. Despriée in (Despriée J. et al.,2012)

Il y a eu plusieurs inversions du champ magnétique terrestre au cours du Quaternaire, et elles peuvent aider à la datation des sites préhistoriques Des glaciations vont avoir lieu dès le début, et tout au long du Quaternaire. C’était 300 Ma après la précédente, vers la fin du Primaire Elles sont dues à la combinaison de trois phénomènes astronomiques, l’excentricité de l’orbite terrestre, l’obliquité de l’axe des pôles et la précession des équinoxes. Cela va engendrer des cycles climatiques d’environ 40 ka jusqu’à 0,8 Ma et d’environ 100 ka ensuite, et pour les êtres vivants beaucoup de

changements environnementaux

La faune va migrer vers les biotopes auxquels elle est adaptée, et les hominines vont suivre leur gibier potentiel

Chronologie paléoclimatique

D’abord chronologies régionales, puis chronologie globale, fondée sur la variation des proportions des isotopes stables de l’oxygène 16O et 18O présents dans l’eau de mer En période interglaciaire les valeurs du 18O tendent à rester stables Lors des périodes glaciaires, abaissement général du niveau marin et enrichissement relatif de l’eau de mer en 18O La sédimentation est continue dans les océans, l'enregistrement de la teneur en 18O y est donc total, propriété utilisée pour définir une chronologie des cycles climatiques du Quaternaire à valeur universelle dite des stades

isotopiques

Les teneurs en 18O de carottes de sédiments carbonatés ont été mesurées et datées En fonction des valeurs du delta 18O, différence par rapport à la valeur standard de l’océan mondial au Crétacé, on a attribué un nombre pair pour les phases glaciaires et impair pour les interglaciaires

Dmanissi (Géorgie)

Cité médiévale à 80 km de Tbilissi, à plus de 1000 m d’altitude dans le Petit Caucase, premier obstacle après la sortie d’Afrique des premiers représentants du genre Homo, en empruntant le plaines et plateaux du Proche-Orient Aujourd’hui promontoire de basalte à la confluence des canyons de 100 m de profondeur des rivières Pinezauri et Mashavera Il y a un peu moins de 2 Ma la coulée de lave basaltique d’une éruption volcanique a barré les rivières existantes dont l’eau s’est retrouvée retenue dans un bassin lacustre

En 1983 des fouilles d’archéologie médiévale ont conduit à la découvertes d’ossements d’animaux du Pleistocène inférieur dans des silos du Moyen-Age, et des recherches en archéologie préhistorique ont débuté l’année suivante En 1991 partenariat avec les préhistoriens du Musée Romain Germanique de Mayence Découverte la même année de la mandibule D211 avec 16 dents mais sans les branches montantes

Les méthodes de datation

La première « datation absolue » a eu lieu en 1949, par la méthode du Carbone 14 inventée par l’Américain Willard Libby

Les méthodes radiométriques

Lors d’une éruption volcanique l’argon, qui est un gaz, est libéré dans l’atmosphère, tandis que le solide qu’est le potassium reste piégé dans les minéraux en cours de formation. L’isotope radioactif 40K va se désintégrer en 40Ar au cours du temps. En mesurant avec un spectromètre de masse le dosage des deux éléments, la méthode potassium-argon permet de déduire l’âge de la roche car le temps de décroissance radioactive du 40K est de 1,25 Ga

Les méthodes paléodosimétriques

La désintégration des éléments radioactifs s’accompagne d’émissions de rayonnements ionisants, et plusieurs méthodes sont fondées sur l’augmentation au cours du temps du nombres d’électrons piégés. La résonance paramagnétique électronique ESR est basée sur leur détection grâce à leurs propriétés magnétiques

Les hominines dont on a retrouvé une mandibule se sont installés sur les rives du lac créé par la coulée de basalte, datée de 1,85 Ma par la méthode 40K / 40Ar Les vestiges archéologiques ont été enfouis rapidement sous 4 m de sédiments qui les ont protégés Dans la stratigraphie la couche inférieure A est, comme le basalte sous-jacent, de la polarité normale de l’épisode d’Olduvai compris entre 1,95 et 1,77 Ma La couche à hominines B (jaune) a été datée par la méthode 40Ar / 39Ar de 1,81 Ma +- 0,05 Ma, soit entre 1,86 et 1,76 Ma dans Olduvai Mais les sédiments de ce niveau ont gardé l’empreinte de la polarité inverse de la longue période de Matuyama, ce qui place

l’âge des hominines vers 1,77 Ma

Les premiers représentants du genre Homo sont nés en Afrique, qui sont-ils ?

Homo ergaster

KNM-ER3733 1,75 Ma Koobi Fora (Kenya)

Homo habilis

OH24 1,8 Ma Gorges d’Olduvai (Tanzanie)

Homo rudolfensis

KNM-ER1470 1,9 Ma Koobi Fora (Kenya)

Homo erectus

KNM-WT15000 1,5 Ma Enfant de Nariotokome (Kenya)

Climat chaud et sec, paysage en mosaïque révélé par les pollens et les graînes fossiles : des bois de pins et bouleaux près des rivières et des lacs, et des steppes avec herbacées et des arbustes tels que l’armoise et l’ephedra Présence importante des carnivores avec le loup dominant, suivi de l’ours puis du jaguar, il y a des félins à dents de sabre, l’un de la taille d’un lion, l’autre d’une panthère. Les canines géantes des tigres leur permettaient de tuer et dépecer les grands herbivores mais les empêchaient de prélever toute la viande qui pouvait être charognée par les hominines, en concurrence avec la grande hyène. Mais chassaient-ils également ?

Parmi les herbivores des éléphants, rhinocéros, chevaux, des bovidés, des cervidés dont des gazelles. Certains de leurs ossements présentent des stigmates dûs aux hominines, stries ou fracturation. Il s’agit de la faune d’Eurasie du Pliocène D2280 et D2282 et deux crânes de tigre à dents de sabre Photographie P.-E. Moullé in (Lordkipanidze D., Gagnepain J., 2003) Fresque de Grenet M. in (Lordkipanidze D., Gagnepain J., 2003) • Parmi les Rongeurs le campagnol •

Mimomys pliocaenicus

Avec des générations plus courtes et une fécondité plus grande, les micromammifères ont une évolution plus rapide >>> datation des

gisements préhistoriques

Etroitement adaptés à un biotope bien défini sous des conditions climatiques particulières >>>

environnement des sites préhistoriques

L’outil manufacturé s’inscrit dans une chaîne opératoire : l’homme conçoit à l’avance un modèle pour réaliser un projet éloigné dans le temps, par exemple désarticuler une carcasse de grand herbivore et récupérer la viande, ou casser des os longs pour en extraire la moelle Il choisit ensuite la matière première selon ses qualités pétrographiques et morphologiques, puis il la débite ou la façonne pour obtenir l’outil correspondant au modèle L’incidence sous laquelle est appliquée la force du percuteur ainsi que la géométrie du bloc travaillé permettent de générer une fissure en tronc de cône ou fracture en forme de coquille (conchoïdale) à laquelle les hommes de la préhistoire ont fait appel pour réaliser l’essentiel de leurs outils de pierres taillées.

L’industrie de Dmanissi a été fabriquée à partir de matières première locales, roches volcaniques, métamorphiques et silex Ils ont façonné des galets pour réaliser un tranchant, les galets aménagés souvent unifaciaux et parfois bifaciaux Ils ont également débité des éclats de petite taille, souvent utilisés bruts mais parfois retouchés

Les restes d’hominines découverts en vingt-cinq ans sont exceptionnels, cinq individus des deux sexes et d’âges différents, le crâne D2700 et sa mandibule D2735 appartiennent à un jeune de 13-15 ans, le crâne D2282 est celui d’une jeune adulte de 18-20 ans. Le crâne D3444 et sa mandibule D3900 sont les restes d’un « vieillard » édenté depuis un certain nombre d’années, son entourage l’a donc beaucoup aidé pour s’alimenter La collaboration avec l’université de Zurich annonce dans la revue Science du 18 octobre 2013 la découverte en 2005 du crâne le plus complet D4500 avec sa mandibule D4600. Les cinq crânes présentent de telles différences, avec des caractères observés soit sur Homo Habilis, soit sur Homo erectus que l’équipe propose que les 2 espèces soient réunies en une seule. Pour la communauté des paléoanthropologues, il faudrait confirmer cela, non seulement sur les autres

os du squelette mais également sur les dents

La notion d’espèce est fondée actuellement sur l’interfécondité, ce critère ne peut donc pas s’appliquer pour le passé. On recherche les caractères ancestraux et les caractères dérivés des fossiles pour définir des groupes partageant des caractères communs reflétant les liens véritablement survenus au cours de l’évolution Les caractéristiques physiques et comportementales de ces hominines venus d’Afrique leur ont permis de coloniser des contrées éloignées et de nouveaux environnements. On constate une grande variabilité morphologique, mais la face et la base du crâne présentent des caractères particuliers qui ont nécessité la création d’un nouveau nom d’espèce Homo georgicus en 2002 en collaboration avec l’équipe française du Muséum National d’Histoire Naturelle De gauche à droite : D2280 D2282 + D211 D2700 + D2735 D3444 + D3900 D4500 + D4600 Quelle est la nature de ce site exceptionnel ? Les ossements et les outils ne sont pas roulés par l’eau, le site est donc en place. Le barrage de lave a bloqué des carcasses animales charriées par l’eau et permis aux animaux de s’abreuver, il a donc été possible de charogner et peut-être de chasser La grande quantité d’ossements de faune et d’hominines de classes d’âge différentes peut faire penser à une cause catastrophique. L’analyse des sédiments montre qu’il y a eu un dépôt cendreux, non pas dû à des nuées ardentes mais à des cendres, dont l’inhalation mêlée aux sécrétions naturelles aurait obstrué les

voies respiratoires et digestives et entraîné la mort

Avant 500 ka probablement pas d’occupation humaine des latitudes moyennes d’Europe en dehors des périodes tempérées Après 500 ka adaptation des hominines à un éventail plus large de conditions environnementales La calotte crânienne de Kocabas près de Denizli en Anatolie centrale datée par l’association faunique de 1,2 Ma, confirmé par les isotopes cosmogéniques 10Be/26 Al et le paléomagnétisme Dans le bassin d’Orce en Andalousie une faune et une industrie archaïques datant d’environ 1,2 Ma à Fuente Nueva et Barranco Leon, qui a livré une dent de lait d’un enfant d’environ 7 ans Du matériel lithique sur le site de Pirro Nord (Pouilles, Italie) avec faune datée entre 1,2 et 1,6 Ma Des niveaux riches en faunes archaïques et des galets aménagés ont été découverts dans la grotte du Vallonnet à Roquebrune-Cap-Martin (06), datés par ESR entre 1,07 et 1 Ma 1. L’âge des sites doit être validé par une association avec une faune bien datée et contemporaine ou par un épisode volcanique donnant une date butoir 2. Il faut s’assurer que les outillages lithiques primitifs ont bien été taillés par l’homme et qu’il ne s’agit pas de pseudo-outils naturellement fracturés par concassage, par le gel, le piétinement d’animaux, le transport par l’eau, ou lors d’éruptions volcaniques de type « maar » (Jaubert, 2011) Le Massif central : Du matériel apparemment taillé par l’homme est apparu en contexte vocanique en Haute-Loire, à Chilhac III (1,8 Ma), en bordure de paléolacs de cratères de maar à Nolhac Biard (1,5 Ma) et à Saint-Eble (1,5 Ma). La validité de ces sites a été remise en question Le site de Soleihac (43 Blanzac) sur l’îlot d’un paléolac est assez bien daté à 0,8 Ma et présente des outils bien identifiés associés à de la faune portant les marques d’une action humaine, ainsi qu’une levée de blocs et d’ossements d’éléphants de 35 m de long, 2 à 3 m de large et 1 à 1,5 m de haut

Une incursion au nord du 45 ème parallèle à Eguzon-Chantôme Pont de-Lavaud (Indre) Découverte de deux zones empierrées sur la terrasse fluviatile étagée I de la Creuse datée par ESR de 1,054 +-0,054 Ma Les restes paléobotaniques indiquent un climat tempéré chaud et humide et un milieu de forêt composée de chênes, noisetiers, charmes, tilleuls et châtaigniers La faune n’est pas conservée en raison de l’acidité du sol Le bord nord de l’un des empierrements présente une dizaine de « trous de poteaux » qui sont des structures de calage Il y a environ 5000 pièces lithiques, galets aménagés, éclats et quelques rares outils dont un grattoir en quartz en forme de museau (Despriée J. et al., 2012)

• L’expérimentation permet : D’interpréter l’une des structures : un auvent au-dessus d’un pavement dont les blocs de quartz restituent le soir la chaleur emmagasinée au soleil • De comparer les stigmates des matériels archéologique et expérimental Les écrasements de l’arête du percuteur dormant après le bris expérimental d’un filon de quartz sont comparés à ceux du percuteur dormant découvert dans l’une structures.

Les tranchants des deux moitiés de galet de quartz sont comparés à ceux des nombreuses pièces semblables du site (Despriée J. et al., 2012)

Atapuerca (Castilla y León, Espagne)

L’entreprise britannique « The Sierra Company limited » fit creuser à la fin du 19 ème siècle une tranchée d’un km de long et d’une profondeur de 20 m pour y construire une voie de chemin de fer destinée au transport de minerai. Cela permit la mise au jour de nombreuses cavités karstiques avec des remplissages du Pléistocène dont la fouille commença en 1978 La Trinchera depuis le site de Gran Dolina, à gauche Galería, au fond Sima del Elefante sous le toit

Atapuerca Gran Dolina Une archéostratigraphie de 11 niveaux répartis sur 18 m de puissance L’espèce Homo antecessor a été définie à partir de 86 fragments osseux correspondant à au moins à six individus découverts en 1994 et 1995 dans la couche TD6 datée de 0,8 Ma. Le fossile type est composé du maxillaire et du frontal d’un individu de 10-11 ans, le fait qu’il soit juvénile a causé la remise en question de cette espèce La plupart des restes humains d’enfants et de jeunes adolescents du niveau TD6 portent des stries de décarnisation semblables à celles observées sur la faune et effectuées lors d’actes de cannibalisme, probablement alimentaire En 2008 un petit fragment de mâchoire vieux de 1,1 à 1,2 Ma est découvert dans la couche TE9 de Sima del Elefante. Les galets sont aménagés à partir de six types de roches rencontrées dans un rayon de 3 km A partir de 1 Ma, changement de faune avec apparition du genre Panthera qui regroupe les lions et les léopards, accompagnés de plusieurs espèces de hyènes. Parmi les herbivores Mammuthus meridionalis est remplacé par Elephas antiqus, arrivée de Equus caballus le cheval

Atapuerca la Sima de los Huesos est une petite cavité karstique située au pied d’un puit vertical d’environ 13 m de hauteur. Les fouilles commencèrent en 1984 après d’énormes travaux de désobstruction. Plus de 6000 restes osseux appartiennent à 28 individus complets mais fragmentés, dispersés et mélangés, ensevelis depuis 400 000 ans selon les datations Toutes les classes d’âges sont représentées, beaucoup de jeunes de 10-11 ans, des jeunes filles de 15 ans, des adultes des deux sexes entre 18 et 25 ans et de rares individus de plus de 30 ans, cette distribution des âges suggère des morts naturelles. Comme il n’y a pas de fractures spiroïdales sur os frais, des recherches de médecins légistes ont démontré que ce sont des cadavres qui ont été jetés dans le puits. L’absence totale d’ossements de grands herbivores prouve qu’il ne s’agit pas d’un habitat ayant glissé au fond de l’aven Le très beau biface « Excalibur », en quartzite rouge et ocre dont le gîte se trouve à 30 km, est le seul outil découvert au milieu des ossements, il s’agit probablement d’une offrande Ce site est probablement un aven sépulcral, le plus ancien témoignage d’acte funéraire

Le biface apparaît en Afrique vers 1,8 Ma, façonné avec un percuteur dur en pierre. L’homme améliore son outillage en augmentant la longueur de tranchant et en obtenant un outil multitâches, tout en acquérant les notions de symétrie axiale et bilatérale Plus tard une innovation technique, l’utilisation du percuteur tendre en bois ou en matière dure animale va rendre les arêtes moins sinueuses et donc plus tranchantes Les premiers avaient été découverts dans la haute terrasse de la Somme datée de l’OIS 15, à Abbeville en 1844 par Jacques Boucher de Crèvecoeur de Perthes. Des fouilles scientifiquement menées en 1859 à Saint-Acheul faubourg d’Amiens introduiront le terme d’acheuléen A Brinay la Noira (Cher) une formation alluviale du Cher datée par ESR de 665+-55 ka a livré les plus anciens bifaces d’Europe. L’association de l’expérimentation avec la tracéologie, examen des tranchants au microscope électronique à balayage, a permis de montrer qu’ils ont servi à des tâches domestiques variées, boucherie, découpe de bois et de plantes Cet outil permet de scier, fendre, raboter, forer le bois, racler les peaux et n’a pas besoin d’être emmanché

Des analyses microscopiques de sédiments du site de Gesher Benot Ya’aqov en Israël daté de 790 ka ont prouvé l’existence d’un feu volontaire. En France les premiers feux construits apparaissent à Plouhinec Menez Dregan (Finistère) vers 450 ka et à Nice Terra Amata vers 380 ka La cuisson des aliments a provoqué une économie d’énergie en réduisant la mastication et en facilitant la digestion, favorisé le développement du cerveau. Le feu va assurer la protection contre les prédateurs, le partage autour du foyer va renforcer le lien social. C’est peut-être le feu

qui va permettre d’affronter les latitudes moyennes en dehors des épisodes tempérés

Les armes de chasse en bois

Le fragment d’épieu en bois d’if d’un diamètre de 3,6 cm de Clacton-on-Sea (Angleterre) est probablement âgé de 200 à 450 ka Sous la mine de lignite à ciel ouvert de Schöningen, en Basse-Saxe (Allemagne) une ancienne nappe phréatique Sous celle-ci un site archéologique avec 8 armes en bois, des ossements d’éléphants, rhinocéros, buffles, chevaux et lions, des vestiges végétaux tels que pins, sapins, aulnes, pommes de pin, feuilles, graines et pollens, qui ont été conservés dans le lignite Les trois javelots en épicéa sont datés de 300 à 400 ka. Leur longueur est de 1,80 m à 2,25 m, leur diamètre de 2,9 à 4,7 cm, le point d’équilibre situé au tiers de la longueur confirme qu’il s’agit d’une arme de jet Les javelots de Schöningen attestent que l’hominine vivant en Europe à cette époque était un chasseur

Dessin d’Eric Guerrier in (de Lumley H. coord., et al.,2014) Tautavel (Pyrénées-Orientales) La Caune de l’Arago, creusée dans la formation des calcaires urgoniens, domine de 80 m la rivière le Verdouble. Le remplissage d’une puissance de 15m livre des strates entre 690 ka et 80 ka Les fouilles débutent en 1964 sous la direction de Marie-Antoinette et Henry de Lumley, elles ont livré environ 150 ossements humains anténéandertaliens et plus de 600 000 restes de faune, de pièces lithiques et de matériel sédimentaire Biface lancéolé en cornéenne long de 0,36 m découvert dans le niveau P d’environ 580 ka La boucherie, traitement du gibier en vue de sa consommation, a laissé sur l’os de renne du niveau L daté d’environ 550 ka différents types de stries liées soit à la désarticulation ou dépeçage des membres, à l’écorchement ou dépouillement (enlèvement de la peau) ou à la décarnisation ou décharnement (enlèvement des chairs) Les archéozoologues rencontrent également les points d'impact et la fracturation des os frais pour la récupération de la moelle

A partir de 0,5 ma, second changement de faune, les carnivores sont dominés par le couple hyène / loup. Les grandes glaciations vont entraîner le développement de vastes étendues herbeuses riches en troupeaux d’herbivores, les steppes à mammouths Deux vues du sol G daté d’environ 450 ka jonché d’ossements d’herbivores paissant dans la vallée du Vidouble, rhinocéros, bisons, chevaux, etc. Parmi les mouflons abattus dans les Corbières, c’est la classe d’âge des adultes jeunes qui est la plus abondante, cela indique une chasse sélective par l’homme Dessins d’Eric Guerrier in (de Lumley H. coord., et al., 2014)

Des ossements humains ont été découverts dès le début des fouilles et il n’y a aucune distinction dans le traitement des os humains et animaux. Le crâne Arago 21 apparu en 1971 a été daté de 450 ka par 234 U/230 Th L’âge au décès fait apparaître une mortalité infantile entre 9 et 10 ans, tandis que la plupart des individus disparaissaient entre 18 et 25 ans. Seul Arago 2 était plus âgée, une femme décédée à environ 40 ans Le fémur droit Arago 48 présente une fracture spiroïde sur os frais pour récupérer la moelle. Le fémur droit Arago 53 a également été fracturé volontairement et porte des stries de décarnisation Il s’agit donc de cannibalisme, est-il alimentaire ou rituel ? Les chercheurs considèrent que le sol G étant jonché d’os d’animaux, les Homo heidelbergensis ne manquaient pas de nourriture d’une part. D’autre part l’absence de certaines parties du squelette peut faire penser à un cannibalisme rituel La mandibule de Mauer découverte en 1907 est le specimen type d’une nouvelle espèce Homo heidelbergensis La reconstitution virtuelle de Arago XXI a permis de montrer qu’il était proche du fossile de Ceprano (Italie) et de Sima de los Huesos 5. Proches des derniers Homo erectus de Chine et de Java, ils mesuraient environ 1,65 m, étaient robustes et disposaient d’un appareil masticateur très puissant. Leur capacité crânienne évaluée à environ 1100 cm3 était inférieure à celle de l’homme de Neandertal et des hommes modernes. Certains caractères morphologiques les placent clairement dans la lignée qui mène à Homo neandertalensis, l’homme de Neandertal

Le mode de vie, conclusion

: Passage du charognage à la chasse, de l’aménagement de galets au façonnage de bifaces, aménagement de huttes, travail du bois, domestication du feu… L’étude du comportement de subsistance, du mode de vie et de l’adaptation toujours renouvelée à leur environnement permet d’avoir une idée du développement et de la complexification des capacités cognitives des hominines Vers 300 ka une nouvelle innovation technique, le débitage d’éclats tranchants dont la forme et les dimensions sont prédéterminées va conduire à la standardisation, en conjonction avec la diminution progressive des bifaces, c’est le Paléolithique moyen

Les hommes, conclusion

: S’agit-il à Dmanissi de la première sortie d’Afrique, d’Homo habilis ou d’Homo erectus ? Homo antecessor a-t-il évolué à partir d’Homo georgicus ou bien est-il un hominine sorti d’Afrique plus tard ?

Toutes ces espèces ont-elles existé, ou ne sont-elles pas le reflet de la grande variabilité morphologique d’une seule espèce Homo sp. ? Il n’y a pas d’indice anthropologique de filiation entre Homo antecessor et Homo heidelbergensis, mais Homo heidelbergensis et Homo heidelbergensis rhodesiensis en Afrique sont les ancêtres communs de Homo neandertalensis et Homo sapiens Parlaient-ils ? On observe un même type d’asymétrie de « l’aire de Broca » chez tous les hominines et les bonobos qui semble être un caractère essentiel pour l’apparition du langage

Combien étaient-ils ?

Grâce à son état de conservation exceptionnel, les paléogénéticiens de l’Institut Max-Planck d’Anthropologie Evolutionnaire de Leipzig ont pu extraire 2 g de moelle osseuse du fémur XIII de Sima de los Huesos et séquencer de l’ADN mitochondrial, hérité de la mère Les

Homo heidelbergensis

trouvés à Atapuerca sont plus proches génétiquement parlant de l’Homme de Denisova de Sibérie que des Néandertaliens

Mais il faut attendre le séquençage de L’ADN nucléaire pour affiner leurs liens de parenté

R

éférences

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