Laboratoire méditerranéen de préhistoire Europe Afrique Lampea

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Combined ESR/U-series Dating of Fossil Teeth from Middle Pleistocene Sites in Northern Europe and Mediterranean Area / SHAO Qingfeng

[Soutenance de thèse]

Contributing to the Chronology of the Acheulian Settlement of Europe

vendredi 9 décembre 2011 à 14 heures 30
Paris (Institut de Paléontologie humaine)

Jury
- Jean-Jacques BAHAIN, Maître de Conférences, HDR, Muséum National d’Histoire Naturelle, Directeur de thèse
- Christophe FALGUERES, Directeur de Recherche CNRS, Muséum National d’Histoire Naturelle, examinateur
- Norbert FRANK, Ingénieur chercheur CEA, LSCE, CEA-CNRS, examinateur
- Jean-Paul RAYNAL, Professeur, Université Bordeaux I, rapporteur
- SHEN Guanjun, Professeur, Normal University of Nanjing, Nanjing, Chine, examinateur
- ZHOU Liping, Professeur, Peking University, Beijing, Chine, rapporteur

Résumé
Le couplage des méthodes de datation, basées sur la résonance de spin électronique (ESR) et sur la décroissance radioactive dans les familles de l’Uranium (U/Th), appliqué aux dents fossiles, a été de plus en plus utilisé en géochronologie au cours de ces deux dernières décennies. Des résultats ont montré que ce couplage était applicable à des sites aux contextes géologiques différents (environnements fluviaux/lacustres ou karstiques), sur une échelle de temps allant de 104 à 106 ans ; et qu’il avait un réel intérêt pour la compréhension des migrations humaines au Pléistocène, comme par l’étude de la dispersion de technologies bifaciales à l’Acheuléen.
Le travail présenté ici porte principalement sur 1) l’étude théorique approfondie du couplage ESR-U/Th, afin d’en faire ressortir ces limites ; 2) le développement d’un logiciel de calcul des âges, « ESRUSAGE », qui intègre une simulation de Monte Carlo pour le calcul d’un âge donné et une estimation de l’erreur sur cet âge ; 3) la création d’un modèle d’absorption en U, nommé « AU model », qui permet la datation de dents fossiles ayant probablement subi une infiltration en uranium. Ce travail porte enfin sur l’étude géochronologique de quatre sites archéologiques majeurs : 4) Mauer, Allemagne, localité éponyme qui a donné son nom à la mandibule de Mauer, holotype de l’espèce Homo heidelbergensis ; 5) Isernia la Pineta, Italie, site ayant permit d’effectuer une étude comparative avec des datations 40Ar/39Ar ; 6) Thomas Quarry 1 Hominid Cave, Maroc, site Acheuléen daté antérieurement par OSL sur quartz et LA-MC-ICP-MS sur dents d’hominidés ; 7) Qesem Cave, Israël, site ayant permit une comparaison avec des datations TL sur des silex chauffés et 230Th/234U sur des spéléothèmes.
L’étude de ces quatre sites majeurs a permit de démontrer l’apport considérable dû à la création du programme « ESRUSAGE » et du modèle « AU » dans l’approche combinant deux méthodes de datations, l’ESR et la décroissance radioactive dans les familles de l’Uranium. Des études comparatives ont montré que cette approche pouvait être utilisée avec succès dans le cas de grottes datant du Pléistocène Moyen ainsi que de sites de plein air. Toutefois une limite à cette approche a été mise en évidence, occasionnée par l’évolution géochimique des sédiments et les variations dosimétriques qui peuvent en résulter. Les âges obtenus dans ce travail, à partir de l’étude géochronologique des quatre sites apparentés à la période Acheuléenne ont confirmé l’avis général, à savoir que les premiers témoignages attribuables aux Acheuléens en Europe ne remontent pas avant 700-600 ka.

Mots-clés
Résonance de spin électronique/décroissance radioactive dans les familles de l’Uranium ; Pléistocène inférieur et moyen ; installation Acheuléen ; absorption et infiltration en uranium ; Mauer ; Isernia la Pineta ; Thomas Quarry 1 ; Qesem Cave.