Des troglodytes forgeaient leurs outils il y a 300 000 ans – étude israélienne
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Archéologie

Des troglodytes forgeaient leurs outils il y a 300 000 ans – étude israélienne

L'Institut Weizmann a procédé à une analyse par IA du silex de la grotte Qesem, reconstituant la fabrication d'outils en utilisant la spectroscopie Raman et l'apprentissage machine

Amanda Borschel-Dan édite la rubrique « Le Monde Juif »

Le Dr. Filipe Natalio, vu ici sur un site dans le désert du Néguev, tenant un outil en silex. (capture d'écran)
Le Dr. Filipe Natalio, vu ici sur un site dans le désert du Néguev, tenant un outil en silex. (capture d'écran)

L’homme primitif a utilisé la puissance du feu pour forger habilement des outils en pierre spécifiques, il y a environ 300 000 ans, selon une nouvelle étude des chercheurs de l’Institut Weizmann des sciences.

« Nous ne pouvons pas savoir comment ils ont appris aux autres à fabriquer des outils, quelle expérience les a conduits à chauffer le silex brut à différentes températures, ou comment ils ont réussi à contrôler le processus, mais le fait que les longues lames soient constamment chauffées d’une manière différente des autres pièces indique une intention », indique le Dr Filipe Natalio du département d’archéologie scientifique de l’Institut dans un communiqué de presse.

L’équipe interdisciplinaire de scientifiques a commencé son étude – publiée lundi dans la prestigieuse revue Nature Human Behaviour – en se demandant si une branche aujourd’hui éteinte de l’humanité ayant vécu dans la grotte de Qesem, dans le centre d’Israël, avait adapté ses compétences en matière de fabrication d’outils à l’évolution de son alimentation il y a 300 000-400 000 ans.

Les nombreuses générations d’habitants des grottes du Paléolithique inférieur, dont la présence remonte à 420 000 et 200 000 ans, ont laissé derrière eux des dizaines de milliers d’outils en silex, dont certains ont été découverts par le professeur Avi Gopher de l’université de Tel Aviv. Les chercheurs de Weizmann se demandent si les habitants ont adopté la technique de la cuisson de la pierre pour réchauffer le silex avant de le couper en tranches plus fines, alors que le régime alimentaire des habitants est passé des grandes proies telles que les éléphants aux daims.

Le site de fouilles de la grotte de Qesem, près de Rosh Haayin, dans le centre d’Israël, le 29 décembre 2010. (AFP/Jack Guez)

Selon un communiqué de presse de l’Institut Weizmann, M. Natalio, le Dr Aviad Agam, étudiant postdoctorant, et le Dr Iddo Pinkas, un expert d’une technique connue sous le nom de spectroscopie Raman dans le département de soutien à la recherche chimique de l’Institut, ont décidé de mener une expérience. Ils ont collecté du silex dans plusieurs endroits d’Israël, dont la grotte de Qesem. Les chercheurs ont chauffé et refroidi les roches, puis ont examiné leur structure chimique et moléculaire.

Légèrement dépassée par une avalanche de données, l’équipe s’est tournée vers un expert en apprentissage machine et en intelligence artificielle, le Dr Ido Azuri, qui fait partie de l’unité de bio-informatique Weizmann. Ensemble, les scientifiques ont pu passer au crible les informations et discerner les changements provoqués par le chauffage des roches. Grâce à l’apprentissage machine, ils ont également pu découvrir la fourchette de températures à laquelle chaque outil avait été chauffé et en ont tiré un modèle stratifié.

Les chercheurs ont ensuite étudié les anciens échantillons de Gopher provenant de la grotte de Qesem et ont tenté de déterminer les températures auxquelles l’homme primitif chauffait les silex, grâce au modèle d’Ido Azuri.

De gauche à droite (pas à l’échelle) : Un couvercle de pot, un flocon et une lame. Chacun a été produit à une température différente (avec l’aimable autorisation de l’Institut Weizmann des sciences)

« Au début, les données semblaient éparpillées et nous ne savions pas si nous pouvions dire quoi que ce soit sur ces outils. Mais Ido Azuri a ensuite créé son modèle, et les choses se sont mises en place », explique Filipe Natalio dans le communiqué de presse.

Les scientifiques ont comparé trois types d’artefacts en silex, qui, comme il a été révélé, ont été chauffés à trois températures différentes selon le type d’outil. Les petits « couvercles de pots » en silex étaient entaillés et ébréchés. La spectroscopie et l’analyse par IA ont indiqué que pendant la cuisson, les morceaux de silex étaient disloqués par la chaleur allant jusqu’à 600 degrés Celsius. Les petits outils de coupe, les « lamelles », par contre, étaient cuits à des températures très variées.

Le troisième groupe d’outils, appelé « lames », était constitué de longs outils ayant une arête tranchante et un côté opposé, plus épais et émoussé, pour la préhension. Les scientifiques ont découvert qu’elles étaient chauffées dans une fourchette de température plus réduite et à des températures relativement plus basses (environ 200-300 degrés).

Une comparaison des températures pour trois types d’outils révèle une plage de températures relativement froide pour les lames, contrairement aux deux autres. (Avec l’aimable autorisation de l’Institut scientifique Weizmann)

Les scientifiques ont conclu que cette capacité à maîtriser le feu pour créer des outils mieux adaptés était délibérée.

Il s’agit, selon M. Pinkas, « d’une technologie, tout comme nos téléphones portables et nos ordinateurs sont de la technologie ». Elle a permis à nos ancêtres de survivre et de prospérer ».

Première utilisation des cendres comme agent de conservation des aliments au Paléolithique inférieur tardif

Une analyse séparée des découvertes de la grotte de Qesem, publiée en septembre dans la prestigieuse revue PLOS, identifie l’utilisation la plus précoce des cendres dans la cuisson et la conservation des aliments, ainsi que le traitement des peaux.

La grotte de Qesem semble fournir les premières preuves relatives à l’utilisation des cendres pour le stockage et la transformation des aliments végétaux

« La grotte de Qesem semble fournir les premières preuves relatives à l’utilisation de la cendre pour le stockage et le traitement des aliments végétaux et des peaux liées aux propriétés de conservation exceptionnelles de la cendre », écrivent les auteurs.

L’équipe de chercheurs italiens de l’université La Sapienza de Rome a mis en place des analyses de l’usure et des résidus, des expériences contrôlées et un test en aveugle de corroboration, selon l’étude « The use of ash at Late Lower Paleolithic Qesem Cave, Israel-An integrated study of use-wear and residue analysis ».

« Nos conclusions actuelles présentent des preuves de la transformation de matières organiques intentionnellement mélangées à des cendres, ce qui nous amène à suggérer que les habitants de la grotte de Qesem étaient compétents non seulement dans l’utilisation habituelle du feu, mais aussi de son principal sous-produit, la cendre », constatent les auteurs.

L’impulsion de l’étude est survenue lorsque les chercheurs ont remarqué un fin polissage sur certains des outils en silex de Qesem. De la cendre fine était facilement disponible sur le site archéologique, ce qui a permis aux chercheurs d’en obtenir un échantillon.

« Nous avons pensé que la brillance du polissage, et le lien étroit entre le polissage et les stries suggèrent que les activités de transformation des animaux et des plantes réalisées avec ces outils impliquaient un composant poudreux abrasif inconnu qui avait le pouvoir d’améliorer le degré de nivellement de la micro-surface des outils en silex utilisés tout en effleurant légèrement leur surface », écrivent-ils.

Expérience : a) épluchage et découpe d’asphodèle fraîche ; b) épluchage et découpe d’asphodèle fraîche dans un environnement cendré en présence de cendres (test en aveugle) ; c) épluchage de cyclamens grillés ; d) nettoyage de la peau fraîche sous la peau (test en aveugle) ; e) nettoyage de la peau fraîche sous la peau dans un environnement cendré (test en aveugle) ; f) découpe de peau sèche conservée dans des cendres. (Avec l’aimable autorisation de PLOS/ https://doi.org/10.1371/journal.pone.0237502.g002)

Les scientifiques notent également une similitude morphologique avec les résultats des expériences de travail des peaux qu’ils avaient menées, dans lesquelles la peau était conservée dans des cendres froides avant le tannage. De plus, leurs expériences sur place ont montré que la cendre contribue à la préservation des peaux sèches non tannées, des tendons séchés qui peuvent être transformés en cordes, et au séchage de l’os frais pour enlever facilement les tissus charnus avant de produire des outils en os.

Les chercheurs expliquent que, dans le monde entier, les cendres étaient utilisées pour quatre usages principaux : la cuisson des aliments ; la conservation des matières comestibles, comme les aliments séchés, ou des peaux fraîches ; les traitements d’hygiène contre les insectes et les parasites et les usages médicinaux.

Dans l’échantillon de la grotte de Qesem en particulier, les scientifiques n’ont pas trouvé d’indications sur ces quatre utilisations. Leurs résultats indiquent cependant que les organes et plantes entreposés « ont probablement été grillés ou conservés (en cendres) pour une consommation différée, et que les cendres semblent avoir été utilisées pour le traitement et la conservation des peaux brutes. Cela suggère que les habitants du site maîtrisaient déjà les propriétés exceptionnelles de la cendre pour le rôtissage, la cuisson et la conservation ».

Tout comme les chercheurs de Weizmann, l’étude italienne conclut que l’utilisation du feu et des cendres était hautement délibérée.

« Nos résultats mettent en évidence la possibilité que le feu ait été utilisé délibérément et indirectement (par opposition à ses utilisations directes à des fins de chaleur, de lumière et de sécurité) dans le Levant à partir d’environ 300 000 ans par l’utilisation de son sous-produit, la cendre », écrivent-ils.

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