J’ai rassemblé ici du matériel pour vous aider à mieux comprendre comment on estime l’âge approximatif des artéfacts en archéologie. L’animation ci-dessous résume les principales méthodes de datations utilisées. Je vous préviens : le sujet est complexe pour les moins de 14 ans.
Bonne exploration !
Animation réalisée par le Musée de la nature et des sciences de Sherbrooke
Date : Septembre 2018
Durée : 9:17
Un personnage animé représentant Éric Graillon résume les principales méthodes de datation utilisées : la stratigraphie, les méthodes de datation absolue (datation au carbone 14 et luminescence optique) et la typologie. Le sujet est complexe pour les moins de 14 ans.
Apparaît le texte : Les méthodes de datation
Apparaît une animation en couleur du personnage d’Éric Graillon visible à gauche d’une image de la planète Terre au loin qui tourne avec des images qui défilent devant : point d’exclamation, hommes préhistoriques, pointe de flèche, point d’interrogation.
[ Personnage animé ] Une des premières questions qu’on nous pose, à nous, archéologues, c’est : QUAND ?
QUAND est-ce que les premiers humains sont arrivés au Québec ?
QUAND est-ce que cet artéfact a été fabriqué ?
QUAND ? Voilà la GRANDE question en archéologie, surtout en archéologie préhistorique.
Apparaît une animation couleur sur un fond de ciel bleu, de montagnes et de sable, les éléments de l’évolution de l’homme : un singe, un singe sur deux pattes, un homme préhistorique qui marche et tient un artéfact, un homme préhistorique qui tient une lance et, pour finir, un homme habillé de fourrure tenant une planche de pierre sur laquelle il y a des écrits.
[ P.A. ] La préhistoire se situe entre les débuts de l’humanité, il y a environ 2,8 millions d'années, et l’apparition des premiers documents écrits. La préhistoire ne se termine donc pas en même temps partout.
Apparaît des images en couleur sur un fond de tableau dans une salle de classe, une illustration de Jacques Cartier qui discute avec des autochtones sur le bord de l’eau. En arrière-plan, il y a le bateau de Jacques Cartier et des compagnons de voyage.
[ P.A. ] Au Québec, elle prend fin avec la rencontre de Jacques Cartier et des Autochtones, en 1534. C’est en écrivant ses récits de voyage que Jacques Cartier a mis fin à la préhistoire.
Apparaît une vidéo en couleur : le journal de Jacques Cartier.
[ P.A. ] La question se pose : Comment fait-on pour dater des sites ou des artéfacts dans ce laps de temps aussi vaste ?
Apparaît une ligne de temps animée avec une flèche qui bouge de - 2,8 M d’années à gauche vers la date 1534 à droite, le tout sur un fond d’une horloge qui remonte dans le temps.
Apparaît le texte : 1ière méthode : La stratigraphie
[ P.A. ] Première méthode : la stratigraphie. Les archéologues obtiennent leurs premiers indices sur le terrain. Ils se réfèrent aux travaux de datation faits par les paléontologues et les géologues.
Apparaît des images en couleur, une forêt mixte dans une vallée de montagnes.
[ P.A. ] Ces derniers ont analysé les fossiles présents dans les différentes couches géologiques.
Apparaît une illustration en couleur sur laquelle on voit une surface rocailleuse où apparaissent des fossiles sous forme d’images : coquillage, ammonite, trilobite, etc.
[ P.A. ] L’apparition, l’évolution et la disparition d’espèces les ont amenés à créer des regroupements, d’abord en étages, puis en périodes et enfin en ères. Ils ont ainsi établi un calendrier des temps géologiques.
Apparaît un tableau animé en couleur où les ères sont définies : ère cénozoïque, ère mésozoïque, ère paléozoïque et ère précambrienne. Chaque ère est divisée en sous-catégories. L'ère cénozoïque et ses sous-catégories : Quaternaire, Néogène et Paloégène. L'ère mésozoïque et ses sous-catégories : Crétacé, Jurassique et Trias. L'ère paléozoïque et ses sous-catégories : Permien, Carbonifère, Dévonien, Silurien, Ordovicien et Cambrien. L'ère précambrienne n’est pas subdivisée.
[ P.A. ] Les sols qui renferment des artéfacts au Québec font partie de la dernière période du calendrier géologique : le Quaternaire, lui-même divisé en deux étages : le Pléistocène et l’Holocène.
Apparaît la section Quaternaire de l’ère cénozoïque du tableau précédent. Il est divisé en deux parties : l'Holocène, avec le texte 11 500 ans avant aujourd’hui et le Pléistocène avec le texte 2,58 Ma avant aujourd’hui.
[ P.A. ] À l’échelle planétaire, le Pléistocène correspond à l’arrivée des premiers représentants du genre humain en Afrique et à leur dispersion en Europe, en Asie, en Océanie et, finalement, en Amérique. Au Canada, le Pléistocène a été marqué par des cycles de glaciation.
Apparaît une animation couleur du globe terrestre en dessous du tableau et un homme de la préhistoire qui se disperse à différents endroits sur le globe.
Apparaît une animation couleur d’une carte du Canada et du Nord des États-Unis montrant la fonte des glaces de 9 000 ans avant aujourd’hui à environ 7 000 ans avant aujourd’hui.
[ P.A. ] Puis arrive l’Holocène avec ses températures plus chaudes. Le réchauffement a entrainé la fonte des grandes calottes glaciaires et la fin de la dernière glaciation, celle du Wisconsin.
Apparaît une vidéos couleur où défilent des paysages.
[ P.A. ] Depuis le retrait des glaciers, les sols se sont construits par superposition de couches. En général, l’épaisseur des sols et l’enfouissement des vestiges servent de points de référence pour évaluer leur âge.
Apparaît une illustration couleur d’un sol en coupe, avec plusieurs couches où apparaissent divers artéfacts. Une flèche se déplace de haut en bas.
[ P.A. ] Plus on s’enfonce dans le sol, plus on recule dans le temps. À condition, bien sûr, que le sol n’ait pas été perturbé par l’action du gel et du dégel, la chute des arbres, les trous des animaux fouisseurs ou par des travaux d’aménagement.
Apparaît la même illustration de surface rocailleuse sur laquelle apparaissent un tableau des temps géologiques et des fossiles qui sont associés à chacune des ères sous forme d’images.
Apparaît la même illustration du tableau de la section de l’ère cénozoïque et de la planète terre avec représentation de l’arrivée des humains en Amérique du Nord.
[ P.A. ] Ainsi, grâce à la stratigraphie et à la découverte d’artéfacts anciens, on peut associer l’arrivée des premiers humains dans les Cantons-de-l’Est aux deux derniers millénaires du Pléistocène, soit il y a environ 12 000 ans. Voilà une première méthode ! Vous vous demandez sûrement si on peut être plus précis…
Apparaît le texte : Deuxième méthode : les techniques de datation absolue
[ P.A. ] Deuxième méthode : les techniques de datation absolue
Apparaît l'image d’une ligne de temps avec les décennies 1950 à 1990. Une flèche pointe la ligne du temps à la hauteur de 1947.
[ P.A. ] Avant 1947, la datation des artéfacts ne pouvait être établie que de manière relative, c’est-à-dire sans quantifier le nombre d’années.
Apparaissent deux illustration de pointes de projectiles.
[ P.A. ] Par exemple, on disait : tel artéfact est plus vieux que tel autre… La datation se faisait à partir d’observations sur le terrain.
Apparaît sur la ligne du temps, à la hauteur de 1947, une photo en noir et blanc du visage d’un homme.
[ P.A. ] En 1947, Willard Frank Libby a réalisé la première datation au carbone 14, une méthode de datation indépendante faite en laboratoire par des chimistes ou des physiciens.
Apparaît l'animation d’un élément chimique formé de boules rouges et mauves, avec des anneaux blancs qui tourbillonnent sur eux-mêmes.
[ P.A. ] Vous voulez savoir comment ça marche?
Apparaît le texte : La datation au carbone 14
[ P.A. ] La datation au carbone 14
Apparait une vidéo de feuilles mortes au sol suivi d’une représentation des isotopes carbone 12, carbone 13 et carbone 14 avec des légendes indiquant combien ils ont de protons et de neutrons.
[ P.A. ] Dans la nature, le carbone est représenté par trois isotopes : carbone 12, carbone 13 et carbone 14, qui renferment respectivement 6, 7 et 8 neutrons.
Apparait une vidéo d’une grappe de framboises.
[ P.A. ] Chez un être vivant, 99 % du carbone est sous forme de carbone 12, 1 % sous forme de carbone 13, et le carbone 14 n’est présent qu’à l’état de trace. Heureusement, car il est radioactif !
Apparaît trois représentations graphiques de la quantité de chacun des isotopes : une grosse barre pour le Carbone 12, une petite barre pour le Carbone 13 et un point pour représenter le Carbone 14.
Apparait un graphique à deux axes : vertical, la quantité de carbone; horizontal, le temps. La courbe indique que la quantité de carbone diminue avec le temps.
[ P.A. ] Plus précisément, les scientifiques ont observé que la matière vivante contenait un atome de carbone 14 pour 750 milliards d'atomes de carbone 12.
Apparait une photo d’ossements.
[ P.A. ] Quand l’organisme meurt, son stock de carbone 14 commence à se désintégrer. Sa quantité diminue de moitié tous les 5 730 ans. C’est ce qu’on appelle sa demi-vie radioactive.
Apparaît sur un écran l'animation d’un mammouth en déplacement.
[ P.A. ] En mesurant les quantités de carbones 12 et 14, on peut remonter à la date de la mort de la plante ou de l'animal. Les résultats s'expriment en années.
Apparaît la vidéo d’une forêt au lever du soleil. Il y a un gros plan sur un tronc d’arbre.
[ P.A. ] Plus les scientifiques ont fait des mesures, plus ils se sont rendu compte que les concentrations de carbones 12 et 14 avaient dû varier dans le temps. Ils devaient revoir leurs résultats. Le défi était de déterminer les concentrations de carbones 12 et 14 à différentes époques.
Apparaît neuf illustrations de troncs d’arbre en coupe sur lesquels on voit les anneaux de croissance.
[ P.A. ] La solution est venue des anciens troncs d’arbres. Les scientifiques ont analysé leurs anneaux de croissance et mesuré les concentrations de carbones 12 et 14. C’est ce qu’on appelle la dendrochronologie.
Apparaît une illustration en gros plan d’un tronc d’arbre en coupe sur lequel différentes sections d’anneaux sont indiquées à l’aide de cercles de couleur.
[ P.A. ] En se servant de ces découvertes, ils ont créé, en 1993, une courbe d’étalonnage pour ajuster les mesures. Voilà comment se fait la datation par le carbone 14 et sa calibration.
Apparaît une animation d’un isotope de carbone 14 avec des électrons qui gravitent autour du noyau de protons et de neutrons.
[ P.A. ] Les résultats ne peuvent être qu’indirects, car la méthode ne se fait que sur de la matière organique et non sur les artéfacts de pierre.
Apparaît une image d’un ossement et d’un bout de bois à gauche et d’une pointe de flèche marquée d’un X rouge.
[ P.A. ] Sur les trois sites paléoindiens des Cantons-de-l’Est, aucun n’a pu être daté avec le carbone 14. Heureusement, il existe d’autres moyens…
Apparaît le texte : La luminescence optique.
[ P.A. ] La luminescence optique
Apparaît le visuel du personnage animé devant un laboratoire de chimie où il y a un four.
[ P.A. ] Cette autre méthode de datation absolue s’est développée au cours des dernières décennies, parallèlement à l’évolution de la méthode au carbone 14. La luminescence optique ne s’applique que pour la datation de matériaux inorganiques.
Apparaît une vidéo d’un feu de bûches de bois devant lequel une illustration d’une pointe de projectile apparaît.
[ P.A. ] Mais pas n’importe lesquels : ceux qui ont déjà été soumis à des températures importantes, comme des pierres de foyer, des poteries utilisées pour la cuisson ou des objets en pierre taillée jetés dans un feu.
Apparaît le visuel d’une droite sur un graphique représentant l’énergie accumulée qui augmente avec le temps dans l’environnement.
[ P.A. ] Le principe à la base de la luminescence optique est la propriété qu’ont certains cristaux, comme le quartz et le feldspath, d'accumuler l’énergie de l'irradiation naturelle du sol et de la restituer sous forme de lumière lorsqu’ils sont chauffés.
Apparaît une photo d’un cristal de quartz et d’un point lumineux.
[ P.A. ] Une fois que toute leur énergie est libérée, les compteurs se remettent à zéro et l’accumulation d’énergie peut reprendre.
Apparaît l’illustration du même laboratoire avec une pierre dans le four qui émet de la lumière.
[ P.A. ] Ainsi, pour mesurer l’âge d’une pierre chauffée, les scientifiques récupèrent l’objet sur le terrain, le font chauffer en laboratoire et mesurent la quantité de lumière qu’il émet. Ils obtiennent un premier chiffre qui révèle la quantité de radiation accumulée.
Apparaît une vidéo d’un bord de rivière avec des pierres sur les rives.
[ P.A. ] Pour savoir à combien d’années cela correspond, ils mesurent la radiation naturelle du terrain où il a été retrouvé.
Apparaît l’illustration du laboratoire avec une pierre placée dans le four qui se fait irradier.
[ P.A. ] Puis, en laboratoire, ils resoumettent le morceau de pierre à une radiation équivalant à un millier d’années sur le terrain. Une fois irradiés, ils le font chauffer et mesurent la quantité de lumière émise. Ainsi, par une simple règle de trois et quelques facteurs de correction, ils calculent le temps qui s’est écoulé depuis la dernière fois que l’objet a été chauffé dans son environnement naturel.
Apparaît un visuel d’un presse-papier sur lequel la règle de trois est représentée sous forme d’animation. Au final, Âge = quantité de lumière émise 1 x 1 000 ans ÷ quantité de lumière émise 2.
[ P.A. ] La luminescence optique a été utilisée pour dater des sédiments sur le site Cliche-Rancourt et de la pierre de foyer sur le site Kruger 2.
Apparaît, en transition, la vidéo d’une rivière calme et l'image d’une pierre qui émet de la lumière et des ondes.
[ P.A. ] Voilà pour la luminescence optique et les méthodes de datation absolue. Il est important de se rappeler qu’aucune de ces deux méthodes ne mesure vraiment l’âge d’une pointe de projectile. La détermination de son âge est le résultat d’extrapolations. Mais est-ce que les artéfacts en soi peuvent nous en dire plus?
Apparaît le texte : 3e méthode - La typologie
[ P.A. ] 3e méthode – La typologie
Apparaît le visuel du personnage animé devant un tableau noir ou les deux faces d’une même pointe de projectile sont représentés de même qu’une vue du tranchant.
[ P.A. ] La typologie est une méthode basée sur la classification des artéfacts selon leur ressemblance.
Apparaît l'illustration d’un regroupement de pointes de flèches de projectiles de tailles et de formes variées.
[ P.A. ] On s’attarde aux techniques de taille de la pierre, aux formes et aux matériaux utilisés. À la préhistoire, on utilise surtout cette méthode avec les céramiques et les pointes de projectiles. On associe les motifs et les formes à des cultures ou des traditions. Il faut être très méthodique et procéder par boucles de rétroaction.
Apparaît une illustration de rayons d’un radar illustrant une boucle de rétroaction.
[ P.A. ] Lorsqu’on fait une découverte, on la décrit en détail et on note son emplacement et sa position dans le sol.
Apparaît l'illustration du laboratoire avec une pierre placée dans le four qui émet des ondes.
[ P.A. ] Si possible, on envoie au laboratoire ce qui peut être daté avec une méthode de datation absolue. On valide nos résultats avec les autres découvertes, dans les sites des alentours.
Apparaît une vidéo d’une main en gros plan qui manipule une souris d’ordinateur.
[ P.A. ] Si les résultats convergent, les informations de l’artéfact vont faire partie d’une base de données pour valider d’autres découvertes.
Apparaît le mot : Conclusion.
[ P.A. ] Conclusion
Apparaît une vidéo de lumières clignotantes rouge et bleu d'une voiture de police, puis une animation en gros plan d’une vue 360 degrés sur des microscopes.
[ P.A. ] On peut comparer la datation d’un site à une enquête sur une scène de crime. Il n’y a pas de témoin et on doit accumuler tous les indices pour essayer de comprendre ce qui s’est passé.
Apparaît une vidéo de forêt dans une vallée.
[ P.A. ] La profondeur de l’enfouissement et l’épaisseur de la couche de sol nous apportent les premiers indices.
Apparaît un visuel d’isotope avec des électrons en rotation puis un cristal de quartz clair.
[ P.A. ] La matière organique ou les pierres chauffées sont des précieux indices une fois qu’on les a datées en laboratoire.
Apparaît le visuel du personnage animé devant un tableau noir ou les deux faces d’une même pointe de projectile sont représentés de même qu’une vue du tranchant.
[ P.A. ] Enfin, la typologie permet d’identifier des affiliations culturelles. Elle aide à reconstituer l’histoire.
Apparaît l’illustration du laboratoire.
[ P.A. ] C’est la mise en commun des tous les indices, donc de toutes les techniques de mesure et de tous les résultats de fouilles et d’analyses, qui permet d’approfondir progressivement les connaissances. Comme pour l’identification d’un coupable, c’est la convergence et la cohérence des indices qui conduisent à des résultats fiables. Plus on fait de découvertes archéologiques, plus on accumule des indices et plus on peut établir un calendrier des évènements et y rattacher des artéfacts.
Apparaît l'animation d’un cadran sans chiffre dont l’aiguille tourne dans le sens antihoraire, puis une animation abstraite de triangles qui se déconstruisent.
[ P.A. ] Chaque année, de nouveaux artéfacts sont découverts. Qui sait, peut-être que les technologies de datation de demain permettront de dresser un portrait encore plus précis du peuplement préhistorique du Québec.
