Les grandes étapes de l’évolution morphologique et culturelle de l’homme et leurs datations

Histoire de l’évolution de l’Homme, de sa morphologie et de ses cultures, en Afrique, en Asie et en Europe (d’après les datations radiométriques, biostratigraphiques et paléomagnétiques).

Liste des participants

Marta Arzarello, Behrane Asfaw, Yonas Beyene, Dominique Cauche, Emmanuel Desclaux, Christophe Falguères, Henry de Lumley (Organisateur), Marie-Antoinette de Lumley, Bienvenido Martinez Navarro, Véronique Michel (Organisateur), Anne-Marie Moigne, Pierre-Elie Moullé, Robert Sala i Ramos,  Guanjun Shen, Haowen Tong, Patricia Valensi (Organisateur), Hélène Valladas

Compte-rendu

Les grandes étapes de l’évolution morphologique et culturelle de l’homme et leurs datations.
Datations radiométriques, paléomagnétiques et biostratigraphiques

par Henry de Lumley, Véronique Michel et Patricia Valensi
6 – 11 octobre  2008

Le séminaire sur les grandes étapes de l’évolution morphologique et culturelle de l’Homme et leurs datations a eu lieu à la Fondation des Treilles du 6 au 11 octobre 2008. Il réunissait des chercheurs d’Italie, d’Espagne, de France, d’Ethiopie et de Chine. Les participants ont présenté leurs travaux de recherche à la suite de quoi des discussions sur les thèmes proposés étaient organisées. Les participants ont ainsi retracé l’histoire de l’évolution de l’Homme, de sa morphologie et de ses cultures, en Afrique, en Asie et en Europe en confrontant leurs points de vue concernant les datations radiométriques, biostratigraphiques et paléomagnétiques.

* Le mardi 7 octobre a été consacré aux premiers Hominidés en Afrique et leur migration jusqu’aux portes de l’Europe.

Behrane Asfaw (Paléoanthropologue, Rift Valley Research Service, Ethiopie) a présenté les plus anciens hominidés africains en soulignant leurs caractères morphologiques.  Il a décrit en particulier Sahelanthropus (Toumai) du Tchad, Orrorin du Kenya et Ardipithecus kadabba du Nord-Est de l’Ethiopie. Puis à partir de la longue formation sédimentaire du Middle Awash en Ethiopie, Behrane Asfaw a retracé l’évolution des australopithèques.

Yonas Beyene (Préhistorien, Department of Archaeology and Anthropology, Ministry of Youth, Sports and Culture, Ethiopie), a rappelé que les plus anciennes industries proviennent du site de Gona, en Ethiopie, daté de 2, 6 Millions d’années (Ma) mais qu’elles ne sont malheureusement associées à aucun reste d’Hominidés. Il a présenté également l’évolution des cultures de l’Olduwayen à l’Acheuléen à partir de 1, 6 Ma puis au Middle Stone Age à partir de 280 000 ans et a rappelé que les derniers bifaces existent jusqu’à 160 000 ans sur le site d’Herto. Les participants ont discuté de l’arrivée des premiers bifaces en Asie et en Europe ainsi que de leur fonction qui semble être liée à la chasse aux grands mammifères.

Dominique Cauche (préhistorien, Laboratoire département de préhistoire du Lazaret, Nice) et Emmanuel Desclaux (paléontologue, Laboratoire département de préhistoire du Lazaret, Nice) ont présenté de façon plus détaillée le site de Fejej (Ethiopie).

Henry de Lumley (Préhistorien, Directeur de l’Institut de Paléontologie Humaine) a retracé les grandes étapes de l’évolution culturelle de l’Homme. Il a souligné que cette évolution se fait par sauts culturels et l’a présentée en s’appuyant sur de nombreux sites africains et européens : apparition des premiers outils (Gona) et passage du pré-oldoawayen (Fejej, Yiron, Dmanissi, Barranco Léon, Fuente Nueva, Vallonnet) à l’olduwayen (Atapuerca Gran Dolina), puis à l’acheuléen avec l’apparition des bifaces (Arago, Terra Amata), puis apparition du débitage levallois, avec toujours fabrication des bifaces (Orgnac 3), transition de l’acheuléen au moustérien sans biface (Lazaret), puis moustérien typique (Hortus) et enfin chez les cultures du Paléolithiques supérieur, apparition de l’art (Chauvet).

Marie-Antoinette de Lumley (Paléoanthropologue, Institut de Paléontologie Humaine, Paris)  a présenté les restes humains découverts à Dmanissi (Géorgie), entre 1991 et 2006, attribués à Homo georgicus un pont entre Homo habilis et Homo ergaster et datés de 1, 8 Ma par la méthode Ar/Ar (Argon/Argon). Les fossiles de Dmanissi peuvent être considérés comme les descendants des premiers Homo africains.
Ils se situent à un stade évolutif antérieur ou proche de celui des Homo ergaster.
En revanche, Marie-Antoinette de Lumley a souligné la difficulté d’établir un lien avec la lignée des Homo erectus asiatiques, séparée d ’Homo georgicus par une lacune de 800 000 années.

Pierre-Elie Moullé (Paléontologue, Musée de Préhistoire de Menton) a présenté le site de Tsalka en Géorgie proche géographiquement du site de Dmanissi. Les fouilles organisées en 2005 et 2006 ont livré une faune très ancienne de mammifères, datée du début du Pléistocène inférieur et probablement contemporaine de celle de Dmanissi.

* Le mercredi 8 octobre, les communications ont concerné les premiers habitants de l’Europe.

Marta Arzarello (Préhistorienne, Università di Ferrara, Italie) a présenté le site de Pirro Nord en Italie. Ce site est reconnu depuis les années 1970 par les paléontologues comme un site clef pour la biostratigraphie du Quaternaire avec une faune du Villafranchien final. Marta Arzarello a présenté les découvertes, faites en 2006 et 2007, d’industrie lithique associée à ces faunes anciennes, datées entre 1, 3 et 1, 6 Ma. Il s’agit en particulier de 27 nucléus et 187 éclats, témoignages des
plus anciennes industries actuellement connues en Europe.

Bienvenido Martinez Navarro (Paléontologue, Universitat Ravira i Virgili, Tarragona,  Espagne) a exposé à travers les sites très anciens du sud de l’Espagne (Orce, Cueva Victoria, Fuenta Nueva, Barranco Léon), les différentes migrations fauniques venues d’Afrique mises en parallèle avec des déplacements d’Hominidés. L’auteur souligne l’importante compétition entre les premiers hominidés sortis d’Afrique et de très gros carnivores tels que l’hyène géante et le tigre à dents de sabre. Ces premiers hommes européens sont des super charognards, des casseurs d’os et ont un régime omnivore.

Pierre-Elie Moullé nous a présenté la grotte du Vallonnet, située à Roquebrune Cap Martin, qui a livré une des plus anciennes industries d’Europe, associée à une faune épivillafranchienne datée d’environ 1 Ma. Certaines similarités existent avec les gisements espagnols (Barranco Léon-5 et Fuente Nueva-3) présentés par Bienvenido Martinez-Navarro, comme la présence du mammouth Mammuthus meridionalis, du rhinocéros Stephanorhinus hundsheimensis de petite taille et du mouflon Ammotragus europaeus. Mais Pierre Elie Moullé a souligné que la faune du Vallonnet est néanmoins plus récente du fait de l’apparition du bison Bison schoetensacki et du thar Hemitragus bonal, dans le gisement français.

Robert Sala i Ramos (Préhistorien, Université Tarragona, Espagne) a présenté les nombreux sites très anciens d’Atapuerca, Burgos, Espagne, qui permettent de retracer l’évolution morphologique et culturelle des premiers hominidés. A Gran Dolina, l’Homme est déjà présent dans le niveau TD6, il y a environ 800 000 ans. Dans ce niveau ont été découverts plus de 100 restes humains appartenant à 6 individus et attribués à l’espèce Homo antecessor. L’auteur montre des traces de cannibalisme sur ces restes humains. Il présente par la suite, une mandibule humaine découverte à la Sima del Elefante et datée de 1, 22 ± 0, 16 Ma par les isotopes cosmogéniques. Il propose de l’attribuer à la même espèce Homo antecessor malgré la différence d’âge de 400 000 ans entre les deux sites.

Christophe Falguères (Géochronologue, CNRS, Département des Sciences Préhistoriques du MNHN, Paris) a rappelé les nombreuses datations radiométriques effectuées sur les sites d’Atapuerca. A Gran Dolina, les dépôts ont enregistré l’inversion paléomagnétique Brunhes-Matuyama à 780 000 ans ; à Galeria, les dépôts sont datés entre 200 000 et 350 000 ans par ESR et entre 200 000 et 500 000 ans par OSL, et l’industrie, de type acheuléen sans débitage levallois, est proche de celle de la Caune de l’Arago. A Elefante, l’inversion paléomagnétique  Brunhes-Matuyama à 780 000 ans est enregistrée entre les dépôts TE16 et TE17 et des datations par isotopes cosmogéniques proposent des âges de plus d’1 Ma pour les niveaux inférieurs. A la Sima de Los Huesos, les datations par ESR/U-Th sur os et dents donnent des âges entre 250 000 et 350 000 ans mais de nouvelles datations par U-Th (TIMS) sur un plancher stalagmitique situé apparemment au-dessus des dépôts, donnent un âge très ancien ( > à 530 000 ans), très discuté par les participants.

Anne-Marie Moigne (Paléontologue, MNHN, Paris ; CERP, Tautavel) a présenté le cadre biostratigraphique de la Caune de l’Arago à Tautavel. Ce gisement, déjà présenté le premier jour par Henry de Lumley, a été ici analysé d’un point de vue paléontologique. Dans la puissante séquence sédimentaire, alternent des ensembles stratigraphiques riches en faunes typiques de périodes glaciaires et des ensembles de faunes interglaciaires. Anne-Marie Moigne a proposé ainsi des dates assez précises de chaque ensemble stratigraphique, à partir des associations fauniques, de l’apparition et du stade d’évolution des espèces. La séquence étudiée débute par un niveau attribué au stade isotopique MIS14 daté de 550 000 ans et qui a livré une association de faunes froides parmi les plus anciennes connues au Pléistocène moyen. Elle se termine au sommet, par le maximum tempéré attribué au stade isotopique MIS5, daté entre 120 000 et 95 000 ans.  Suite à cet exposé, les dates proposées par la faune ont été comparées par Christophe Falguères, avec celles obtenues par les méthodes radiométriques.

Marie-Antoinette de Lumley a présenté les nombreux restes humains découverts à la Caune de l’Arago, et notamment ceux de l’été 2008. 121 restes sont aujourd’hui dénombrés et se rapportent à au moins 27 individus. Marie-Antoinette de Lumley a souligné les caractères morphologiques et biométriques qui caractérisent la population de la Caune de l’Arago : elle présente d’une part, de nombreuses affinités avec les Homo erectus asiatiques et africains et elle peut être d’autre part, considérée comme l’ancêtre du groupe des néandertaliens.

* La matinée du jeudi 9 octobre a été consacrée aux premiers Hommes de Chine.

Guanjun Shen (Géochronologue, Université Normale de Nanjing, Chine) a présenté une communication sur la datation préliminaire par la méthode des isotopes cosmogéniques 26Al/10Be de quartz de niveaux inférieurs du site très connu de l’Homme de Pékin, Zhoukoudian, localité I. L’auteur a tout d’abord exposé le principe de cette nouvelle méthode de datation. Si les grains de quartz ont été exposés aux rayons cosmiques à la surface de la terre, Al et Be s’accumulent et ensuite une fois enfouis dans un site préhistorique à une grande profondeur, la datation devient possible car le rapport Al/Be décroît au cours du temps dans le quartz. Les âges obtenus à environ 750 000 ans sont préliminaires et ils sont comparés aux datations U-Th sur os, aux datations ESR sur dents, aux datations U-Th sur spéléothèmes obtenues par ailleurs.

Haowen Tong (Paléontologue, Institut de Paléontologie des Vertébrés et de Paléoanthropologie de l’Académie des Sciences de Chine, Pékin) nous a présenté une synthèse sur l’évolution des faunes préhistoriques de Chine. Après un rappel du contexte géologique, géomorphologique et des datations des plus importants gisements de Chine, Haowen Tong a présenté de façon détaillée les espèces les plus caractéristiques de Chine en soulignant leur période d’apparition, leur évolution et leurs caractères morphologiques, depuis le Pliocène jusqu’à la fin du Pléistocène. Les données ont été mises en parallèles avec les faunes européennes faisant ressortir les importantes migrations de faunes asiatiques vers l’Europe mais aussi des diachronies entre ces deux continents.

Henry de Lumley a présenté le site de Yunxian, dans la province du Hubei, en Chine. Dans ce gisement ont été découverts deux crânes d’Homo erectus, plusieurs outils (percuteurs, choppers et éclats), ainsi que des ossements animaux portant de nombreuses marques de dépeçage. Les analyses effectuées sous une approche multidisciplinaire ont montré qu’il y a environ 936 000 ans, suite à une grande crue de la rivière Han, de nombreux cadavres d’animaux se sont accumulés au fond d’un grand méandre. Les outils trouvés in situ avec les ossements permettent d’interpréter que des Homo erectus, en compétition avec les grands carnivores, sont venus charogner les grands mammifères morts lors de la crue de la rivière. Des discussions ont suivi avec les participants pour souligner que ce comportement charognard s’observe également chez les premiers hominidés européens.

L’excursion du jeudi après-midi s’est déroulée au Musée de Préhistoire de Quinson (Alpes-de Haute Provence), dans les gorges du Verdon, à quelques kilomètres de Tourtour.

* Le vendredi 10 octobre, les communications ont concerné les derniers Homo heidelbergensis et leurs descendants, les Néandertaliens, et certains Hommes modernes.

Véronique Michel (Géochronologue, Géosciences Azur, Cépam, Université de Nice) a présenté les datations des sites d’Orgnac 3 (site dans lequel a été enregistrée au sein de la séquence, l’apparition du débitage levallois), le Lazaret (site dans lequel a été enregistrée la disparition des bifaces vers le sommet de la séquence) en France et Zafarraya (témoignage tardif des néandertaliens dans le Sud de l’Espagne). Orgnac 3 a fait l’objet de datations par la méthode U-Th par la technique très précise qu’est l’ICP-MS la spectrométrie de masse couplée à une torche à plasma sur stalagmites et par la méthode Ar/Ar par spectrométrie de masse en phase gazeuse sur les minéraux volcaniques découverts dans les niveaux supérieurs (sanidines). Les résultats obtenus, de l’ordre de 300 000 ans environ, sont comparés aux datations réalisées dans le passé par la méthode ESR, U-Th, les Traces de Fission (TF). Au Lazaret, les âges U-Th obtenus sur os et dents par spectrométrie alpha sont dispersés alors que les âges ESR sont cohérents compris entre 110 000 et 190 000 ans. L’âge des dépôts archéologiques est en accord avec les datations du plancher stalagmitique supérieur, daté par ailleurs, et contemporain des stades isotopiques marins MIS 3, 4, 5. A Zafarraya, de nombreuses datations par 14Carbone (SMA) sur charbons de bois et dents, sont affectées par un rajeunissement des âges et les âges non calibrés, les plus anciens, à 37 000 ans concordent avec les âges ESR/U-Th (TIMS) combinés obtenus et contemporains du stade MIS3.

Patricia Valensi (Paléontologue, Laboratoire départemental de Préhistoire du Lazaret, Nice) a présenté une synthèse sur les faunes de grands mammifères provenant de gisements à Homo heidelbergensis et à Néanderthal du sud-est de la France et de Ligurie. L’évolution des faunes a été retracée en s’appuyant sur une dizaine de gisements régionaux dans lesquels les cortèges fauniques, les apparitions d’espèces et les stades évolutifs ont permis d’établir un cadre biostratigraphique précis. L’accent est mis sur les particularités géomorphologiques et climatiques de la région étudiée, conduisant à la présence de zones-refuges, un taux élevé d’endémisme ainsi que des diachronies et des disparités dans les cortèges fauniques avec d’autres gisements européens. Dans une seconde intervention, Patricia Valensi a montré les analyses archéozoologiques conduites sur les faunes du niveau d’occupation humaine UA25 de la grotte du Lazaret, daté de 160 000 ans environ et reconnu comme une halte de chasse au cerf en automne.

Emmanuel Desclaux a proposé un cadre biostratigraphique et paléoécologique pour le sud-est de la France à partir des faunes de micromammifères. Il a rappelé la méthode de l’indice d’épaisseur d’émail, largement utilisée pour la datation relative dans les gisements d’Europe du Nord et de l’Est, mais a souligné que cette méthode devait être utilisée avec prudence pour les gisements méridionaux étudiés. Il a expliqué en effet que les Alpes avaient été une barrière géographique, empêchant les migrations de faunes venues du Nord, créant ainsi des populations endémiques à indice d‘émail archaïque. L’auteur a montré que seules les données écologiques permettent d’établir une biostratigraphie juste.

Dominique Cauche a présenté les industries lithiques de divers gisements du sud-est de la France et de Ligurie qui permettent de retracer l’évolution culturelle de l’Acheuléen au Moustérien. Les Homo heidelbergensis de Terra Amata possédaient une industrie à biface et à petit outillage sommaire, sans débitage levallois. Au Lazaret, la transition culturelle de l’acheuléen vers le moustérien se traduit par un débitage levallois discret mais présent et par la diminution des bifaces. Chez les néandertaliens de Ligurie, l’auteur souligne la disparition des outils sur galets, le développement du débitage levallois et laminaire ainsi qu’une extension des territoires pour récupérer des matières premières de bonne qualité à des distances lointaines.

Behrane Asfaw a présenté l’origine de l’Homme moderne en Afrique. Il souligne dans un premier temps que dans la formation de Upper Bodo datée de 600 000 ans, la morphologie d’Homo change et une similarité apparaît entre Bodo, Arago, Kabwe, Petralona et Broken Hill. C’est à Herto en Ethiopie qu’ont été trouvés les premiers restes d’Homo sapiens associés à des bifaces, des éclats levallois, des pointes, des racloirs, des grattoirs et des rabots, datant d’il y a 160 000 ans. Morphologiquement, le crâne adulte d’Herto est proche de celui de Jebel Irohoud et apparaît plus archaïque que celui de Qafzeh. Le crâne d’enfant d’Herto présente des traces de dépeçage et un fort poli sur le pariétal attribué à une portée répétitive du crâne pouvant indiquer les prémices d’un rituel. Ces Hommes anatomiquement modernes étaient des charognards et prélevaient la viande et la moelle osseuse sur des carcasses d’hippopotames adultes et juvéniles.

Hélène Valladas (Géochronologue, Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement, CNRS, Gif-sur-Yvette) a exposé la méthode de datation directe de l’art pariétal par 14carbone en SMA (spectrométrie de masse avec accélérateur) en expliquant les problèmes spécifiques liés à la datation des peintures (nature des pigments, prélèvement, taphonomie, signification de la datation) et en donnant quelques applications du Magdalénien à l’Aurignacien. Elle a montré que la contamination des charbons à analyser par du carbone étranger est un problème majeur en datation par le 14carbone qui a pour incidence un rajeunissement ou un vieillissement de l’âge. L’auteur a montré ensuite les résultats obtenus sur les plus anciennes peintures pariétales actuellement connues. A la grotte Chauvet (Ardèche), les résultats donnent une période gravettienne entre 32 000 et 29 000 ans et une période aurignacienne entre 27 500 et 25 500 ans avec une éventuelle période entre 23 000 et 21 000 ans. A la grotte Cosquer (Bouches-du-Rhône), Hélène Valladas a souligné l’existence de deux grandes périodes de décoration : l’une au Gravettien (vers 27 000 ans) l’autre au solutréen (entre 19 000 et 18 000 ans), avec une troisième période, datée à 25 000 ans, qui pourrait correspondre à une contamination des échantillons ou à une réutilisation de vieux charbons. En conclusion, l’auteur a souligné l’importance d’améliorer les traitements chimiques, de diminuer la masse de carbone nécessaire à l’analyse et la nécessité de multiplier le nombre de datations.

Au cours de ces présentations, plusieurs discussions ont été menées et les participants ont rappelé l’état d’avancement des recherches en Préhistoire ainsi que les sujets à approfondir. Grâce à des présentations de qualité, de nombreuses informations sur les migrations humaines et animales et sur les courants culturels, entre l’Afrique, l’Asie et l’Europe ont été dégagées. Diverses interrogations ont également été soulignées telles que le modèle d’évolution chez certains australopithèques (transition ramidus-anamensis ?), l’auteur de la fabrication des premiers outils à Gona (australopithèques ou Homo habilis ?), la cause des inventions (liée à l’environnement ou à l’ évolution cognitive ?). Et lors d’une invention, y a-t-il une convergence de comportement ou une transmission des idées ? Parmi les conclusions générales, les participants ont souligné la performance des techniques d’analyse en datation qui permet aujourd’hui de diminuer la quantité des échantillons, la nécessité de multiplier les datations et d’utiliser plusieurs méthodes radiométriques pour un même gisement, tout en comparant les résultats de manière systématique avec les données des autres disciplines telles que la biostratigraphie, la paléontologie animale et l’anthropologie.

Les participants tiennent à remercier la Fondation des Treilles et tout son personnel pour leur accueil chaleureux. Le cadre exceptionnel et l’organisation apportée par la Fondation, ont favorisé le très bon déroulement du colloque et laissé de très bons souvenirs à chacun des participants.

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