Une équipe de chercheurs italiens a découvert une nouvelle technique importante pour l'archéologie.

Une équipe italienne a mis au point une méthode innovante qui va révolutionner le domaine de l’archéologie. Les scientifiques l’ont utilisée avec des résultats étonnants sur des os archéologiques, rendant visible l’invisible. Ces résultats importants, publiés dans la revue Communications Chemistry du groupe Nature, sont le fruit d’un travail de recherche approfondi mené par un groupe italien, coordonné par le professeur Sahra Talamo, auquel ont collaboré des experts en chimie analytique de l’université deBologne et de l’université de Gênes.

Il s’agit d’une nouvelle technique d’analyse des os archéologiques qui permet pour la première fois de quantifier et de cartographier à haute résolution la présence de collagène, une protéine fondamentale pour réaliser des datations au radiocarbone et obtenir de nouvelles informations sur l’évolution humaine.

“Cette innovation permettra des progrès significatifs dans l’étude de l’évolution humaine”, explique Sahra Talamo, co-auteur de l’étude et directeur du laboratoire de datation au radiocarbone BRAVHO à l’université de Bologne. “Nous serons en effet en mesure d’analyser les précieux ossements découverts et d’obtenir des dates précises, tout en réduisant au minimum la quantité de matériel prélevé”.

Les ossements d’hominidés anciens et les bijoux en os découverts sur les sites archéologiques sont des biens extrêmement précieux qui doivent être soigneusement préservés et protégés. Ces découvertes permettent en effet d’obtenir de nombreuses informations sur la vie des populations humaines anciennes : ce qu’elles mangeaient, leurs habitudes de reproduction, leurs maladies, leurs déplacements et leurs migrations. Cependant, la possibilité d’obtenir ces informations est liée à la quantité de collagène présente dans les artefacts osseux.

Afin de combiner la nécessité de préserver au maximum l’intégrité des découvertes et celle d’effectuer des analyses au radiocarbone, les chercheurs pourront détecter la teneur moyenne en collagène des échantillons observés à l’aide d’une caméra à infrarouge proche. “Dans cette étude, nous avons utilisé la technologie de l’imagerie pour quantifier la présence de collagène dans des échantillons d’os de manière non destructive : il est ainsi possible de sélectionner les échantillons les plus appropriés pour une analyse de datation au radiocarbone”, a déclaré Cristina Malegori, chercheuse à l’université de Gênes et première auteure de l’article. “Pour détecter la distribution du collagène dans les os anciens, la technique d’imagerie hyperspectrale dans le proche infrarouge a été utilisée : un modèle qui fournit une cartographie chimique du contenu en collagène en quantifiant sa présence dans chaque pixel individuel.”

L’échantillonnage de fossiles humains et d’artefacts osseux pour la datation au radiocarbone est un processus destructif et les fossiles humains ou les artefacts osseux deviennent de plus en plus rares et précieux au fil du temps. En outre, de nombreux os archéologiques sont trop petits ou trop précieux pour être échantillonnés. Il est donc essentiel de pouvoir obtenir des informations préliminaires et non destructives sur la distribution du collagène dans les objets à analyser. La nouvelle technique répond parfaitement à ce besoin, puisqu’elle permet d’obtenir des informations à la fois sur la localisation et le contenu du collagène encore présent dans un échantillon d’os.

La technique d’imagerie hyperspectrale dans le proche infrarouge que nous avons utilisée est un système de balayage linéaire qui acquiert des images chimiques dans lesquelles, pour chaque pixel, un spectre complet dans la gamme spectrale du proche infrarouge est enregistré", explique Giorgia Sciutto, professeur à l’université de Bologne et coauteur de l’étude. "Le système d’analyse n’endommage pas l’objet et permet d’obtenir des résultats fiables en quelques minutes seulement : plusieurs objets peuvent donc être analysés rapidement pour trouver les bons, ce qui permet d’éviter la destruction de matériel précieux et de réduire considérablement les délais et les coûts.

Les chercheurs prévoient que cette technique permettra également de réaliser des datations au radiocarbone sur de nombreux sites archéologiques où, jusqu’à présent, il n’était pas possible d’analyser les échantillons mis au jour en raison de leur mauvaise conservation.

“Cette nouvelle technique permet non seulement de sélectionner les meilleurs échantillons, mais aussi de choisir le point d’échantillonnage des échantillons sélectionnés en fonction de la quantité de collagène attendue”, ajoute Paolo Olivieri, professeur à l’université de Gênes et co-auteur de l’étude. “De cette manière, il est possible de réduire considérablement le nombre d’échantillons utilisés pour l’analyse radiocarbone et, à l’intérieur de l’os, cela permet d’éviter la sélection de zones qui pourraient avoir une quantité insuffisante de collagène pour la datation”.

En fait, l’étude peut être réalisée dans de petites zones localisées ainsi que sur toute la surface de l’échantillon, ce qui permet de produire une quantité de données plus importante et beaucoup plus significative.

“Le potentiel de la méthode proposée réside dans le type et la quantité d’informations que le modèle prédictif fournit, en répondant à deux questions fondamentales et complémentaires pour la caractérisation du collagène dans les os : quelle quantité et où”, confirme Cristina Malegori. Connaître la quantité de collagène concentrée dans une zone précise de l’os nous permet de ne couper que cette partie“, conclut le professeur Talamo. ”En outre, lorsque la prédiction du collagène montre que l’os est mal préservé, nous pouvons décider d’effectuer un prétraitement ciblé pour minimiser la perte de collagène lors de l’extraction.

L’étude a été publiée dans la revue Communications Chemistry sous le titre Near-infrared hyperspectral imaging to map collagen content in prehistoric bones for radiocarbon dating. Les auteurs sont Giorgia Sciutto, Silvia Prati, Lucrezia Gatti, Emilio Catelli, Silvia Cercatillo, Dragana Paleček, Rocco Mazzeo, Sahra Talamo (Université de Bologne, département de chimie “Giacomo Ciamician”), Stefano Benazzi (Université de Bologne, département du patrimoine culturel), Cristina Malegori, Paolo Oliveri (Université de Gênes, département de pharmacie).

Une équipe de chercheurs italiens a découvert une nouvelle technique importante pour l'archéologie.

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