这是科学家第一次准确确定位于法国多尔多涅（Dordogne）莱兹伊（Les Eyzies）附近著名装饰洞穴方德戈姆（Font-de-Gaume）内部史前绘画的年龄。新的发现为两幅黑色图像提供了确切的日期：一幅是野牛，另一幅是面具状的人物，并揭示了艺术作品的某些部分是在相隔很远的时间段内创作的。这些结果可能为考古学家提供了一种强有力的新方法，以重建人们何时进入装饰洞穴、创作绘画以及返回对其进行修改或添加的时间。冰河时代的洞穴画为何难以定年多尔多涅是欧洲一些著名史前艺术的发源地，包括拉斯科（Lascaux）的绘画。然而，确切确定这些图像的创作时间仍然极为困难。放射性碳定年法通过测量碳-14（一种放射性碳形式）来工作，碳-14会在生物体死亡后逐渐减少。由于木炭是由燃烧有机物质制成的，通常可以使用这种方法进行定年。然而，矿物颜料通常不含碳，因此无法以相同方式进行分析。研究人员长期以来一直认为该地区许多黑色绘画完全由铁和锰氧化物组成。这些自然存在的矿物可以产生深色颜料，但不含进行放射性碳定年所需的有机碳。因此，艺术作品通常被认为不可能直接定年。然而，科学家们从未明确证明这些颜料完全不含碳。寻找隐藏在颜料中的木炭为了进行调查，研究人员分析了方德戈姆内两幅黑色图案的化学成分。一幅描绘了一头野牛，另一幅通常被描述为面具。研究团队使用拉曼微光谱法和高光谱成像，这两种技术能够在不明显损坏艺术品的情况下识别材料。拉曼微光谱法利用光线研究分子如何振动，产生可以帮助识别颜料和其他物质的化学特征。高光谱成像记录图像中每个点的颜色和反射光的细微差别。科学家可以利用这些测量来确定存在哪些化合物。高光谱成像在文化遗产研究中被广泛使用，因为它可以揭示人眼难以或无法看到的特征。此外，它在生物医学科学、农业、环境监测和天体物理学中也有应用。这两种方法都揭示了绘画黑色颜料中含有木炭的痕迹。木炭在图案的黑色线条中均匀分布。这一模式很重要，因为它表明碳是原始颜料的一部分，而不是后期涂鸦、访客或洞穴内部旅游活动留下的污染。微小样本揭示绘画的年龄一旦确认了木炭，研究人员获得了极为特殊的授权，可以提取极小的样本进行碳-14定年。分析如此有限的材料在技术上具有挑战性。科学家必须收集足够的碳以获得可靠的测量，同时尽可能减少对古老图像的干扰。结果证实，野牛的绘画年代可追溯至晚更新世，也就是现代人类创造许多欧洲最著名洞穴画的旧石器时代晚期。野牛约在13461和13162 calBP 之间完成。CalBP意为校准前现今，现今通常定义为1950年。放射性碳测量必须进行校准，因为大气中的碳-14量随着时间的推移而变化。这些变化可能受到太阳活动和地球磁场变化等因素的影响。新的日期将野牛的创作稍微推迟到了以前的估计之后。神秘的面具在不同的时代创作面具的结果更为复杂。来自该图案不同部分的样本得出了三个不同的范围。一部分的定年范围在8993到8590 calBP之间，另一部分的定年在15981到15121 calBP之间，而第三部分的定年则在15297到14246 calBP之间。这些结果表明，该图像可能包含在非常不同的时间创作的元素。面具可能并不是某位艺术家在一次访问中创作的，而是保留了数千年间多次绘画活动的记录。这一可能性为史前洞穴艺术提供了更为丰富的视角。装饰洞穴可能并不总是在单一时期内完成。有些可能是后来社区重新访问、修改或重新诠释的有意义地点。理解史前艺术的新工具这项研究由法国巴黎文化部的文化财产创新方法与工具开发实验室的科学家主导。该研究已发表于《美国国家科学院院刊》。